C/C++ 中的任意大小的整数

Question

问题

有没有办法使用 c/c++ 创建任意大小的整数？

例如：

int main(void) {
  Int i = Int(3); //3-bit integer
  i = 1; //Represented as: 001
}

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有没有办法对浮动值做同样的事情？

Answer 1

你可以试试 GNU 多精度 Arithmetic Library 库，支持整数、分数和实数。

Answer 2

不，每个原始元素（int、short、long...）的大小取决于硬件架构。

对于更大的尺寸，您应该使用一个大整数库（它们用字符串表示数字）。

Answer 3

您可以围绕 std::bitset 或 std::vector<bool> 编写包装器 class。这些是位容器。

您的 class 将包含其中一个容器并添加与整数之间的转换功能；以及其他算术运算。

这将允许您使用不寻常的位大小的整数，例如 3、5 和 13。

大多数实现会四舍五入到最接近的 8 倍数或处理器的字长。一个 3 位的容器将使用一个 uint8_t 和 5 个未使用的位，主要是因为处理器更容易操作。 13 位整数将驻留在 16 位包中。

编辑 1：浮点数
除非您符合标准浮点格式，否则您将不得不编写自己的包装器 class。这将允许您拥有 3 位尾数、5 位指数和一位符号——9 位。再次考虑您需要编写的所有方法。大多数应用程序将使用 double 或 float，因为不需要编写单独的包装器来花费编码时间和测试时间。

Answer 4

您不能创建大小小于 char 的整数（也就是说，每个对象的字节大小是 sizeof(char) 的倍数，即 1）。但这不是问题，因为您可以将数字打包成更大的数字。

const unsigned size_in_bits = 3;
unsigned a = 1; // 001
unsigned b = 5; // 101
unsigned packed = (b << size_in_bits*1) | (a << size_in_bits*0); // 101001
unsigned unpacked_a = (packed >> size_in_bits*0) & ((1 << size_in_bits)-1);
unsigned unpacked_b = (packed >> size_in_bits*1) & ((1 << size_in_bits)-1);

或使用位域（语法更好，但二进制布局是实现定义的）

struct Date
{
    unsigned day : 5;
    unsigned month : 4;
    unsigned year : 21; 
};

Date d;
d.day = 5; d.month = 11; d.year = 2014;

Answer 5

解释：

您总是可以尝试使用数组进行整数和浮点数操作。如果数字对于数组初始化来说太大，可以使用 malloc(); 函数。

请注意: 这种方法不是很快，因为我们将在堆中分配内存。您还必须编写自己的数学运算函数，因为我不太确定如何有效地实现它。查看更多内容

如何实施（某种程度上）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_DIGIT_COUNT 1000

int main()
{
    int* big_num = (int*)malloc(sizeof(int) * MAX_DIGIT_COUNT); //allocate memory
    for(int x; x<MAX_DIGIT_COUNT; x++)
    {
        /*
        *Iterating through number - iterating works, because we are basing out max number lenght 
        *off of the maximum digits, and therefore, we can have a maximum of 2^64 digits
        */
        big_num[x] = rand()%5; //fill up memory block with psuedo-random numbers
    }
    /*Printing begins here...*/
    for(int i; i<MAX_DIGIT_COUNT; i++)
    {
        int iterated;
        iterated = big_num[i];
        printf("%d", iterated);
    }
    printf("\n");
    /*Printing ends here*/
    return 0;
}

请注意：这只是在纯 C 中实现任意大小数字支持的粗略方法。

C/C++ 中的任意大小的整数

Arbitrary size integers in C/C++

c

c++

integer

问题

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解释：

如何实施（某种程度上）：