Для самостоятельного решения может быть предложена следующая, более сложная, задача. Требуется разработать функцию, которая выдает 0, если А больше В, 1, если А меньше В, и 2 при равенстве чисел. Но сравнение должно быть выполнено с учетом сдвига. О чем идет речь? Поясним на примере. Пусть А равно 56784, а В — 634. При сдвиге числа В на 2 позиции влево функция должна сказать, что В больше А, без сдвига, что А больше В. Другой пример. При А равном 56700, а В — 567 и сдвиге 2 функция должна "сказать", что числа равны. Решение может иметь следующий вид: Function More(Const А, В : Tlong; Const sdvig : Integer) : Byte; Var i : Integer; Begin If A[0] > B[0] + sdvig Then More := 0 Else If A[0] < B[0] + sdvig Then More := 1 Else Begin i := A[0]; While (i > sdvig) And (A[i] = B[i-sdvig]) Do Dec(i); If i = sdvig Then Begin More:=0; {совпадение чисел с учетом сдвига} For i := 1 To sdvig Do If A[i] > 0 Then Exit; More := 2; {числа равны, "хвост" числа А равен нулю} End Else More := Byte(A[i] < B[i-sdvig]) End End; Пятая задача. Умножение длинного числа на короткое. Под коротким понимается целое число типа LongInt. Процедура очень походит на процедуру сложения двух длинных чисел. Procedure Mul(Const A : TLong; Const К : Longlnt; Var С : TLong); Var i : Integer; {результат - значение переменной С} Begin FillChar (С, SizeOf(С), 0); If K = 0 Then Inc(С[0]){умножение на ноль} Else Begin For i:= 1 To A[0] Do Begin C[i+1] := (LongInt(A[i]) * K + C[i]) Div Osn; C[i] := (LongInt(A[i])* K + C[i]) Mod Osn End; If C[A[0]+1] > 0 Then C[0]:= A[0] + 1 Else C[0]:= A[0] {определяем длину результата} End End; Шестая задача. Вычитание двух длинных чисел с учетом сдвига Если понятие сдвига пока не понятно, то оставьте его в покое, на самом деле вычитание с учетом сдвига потребуется при реализации операции деления. В начале выясните логику работы процедуры при нулевом сдвиге. Введем ограничение: число, из которого вычитают, больше числа, которое вычитается. Работать с "длинными" отрицательными числами мы не умеем. Процедура была бы похожа на процедуры сложения и умножения, если бы не одно "но" — заимствование единицы из старшего разряда вместо переноса единицы в старший разряд. Например, в обычной системе счисления мы вычитаем 9 из 11 — идет заимствование 1 из разряда десятков, а если из 10000 вычитаем 9 — процесс заимствования несколько сложнее. Procedure Sub (Var A : TLong; Const B : TLong; Const sp : Integer); Var i, j : Integer; {из А вычитаем В с учетом сдвига sp, результат вычитания в А} Begin For i := 1 To B[0] Do Begin Dec(A[i+sp], B[i]); j: = i;{*} {реализация сложного заимствования} while (A[j+sp] < 0) and (j <= A[0]) Do Begin{*} Inc(A[j+sp], Osn) ; Dec(A[j+sp+1]); Inc(j); {*} end; {*} {Реализация простого заимствования. Если операторы, отмеченные *, заменить на нижеприведенные операторы в фигурных скобках, то, по понятным причинам, логика не будет работать при всех исходных данных. Можно сознательно сделать ошибку и предложить найти ее — принцип "обучение через ошибку"} {If A[i+sp]<0 Then Begin Inc(A[i+sp], Osn); Dec (A[i+sp+1]);End;} End; i := A[0]; While (i > 1) And (A[i] = 0) Do Dec(i); A[0] := i {корректировка длины результата операции} End; Рекомендуется выполнить трассировку работы данной процедуры, например, для следующих исходных данных. Число А равно 100000001000000000000, число В — 2000073859998. Седьмая задача. Деление двух длинных чисел, т.е. нахождение целой части частного и остатка. Написать исходную (без уточнений) часть логики не составляет труда. Это: Procedure Long_Div_Long(Const А, В : TLong; Var Res, Ost : TLong); Begin FillChar(Res, SizeOf(Res), 0); Res[0] := 1; FillChar(Ost, SizeOf(Ost), 0); 0st[0] := 1; Case More(A, B, 0) Of 0: MakeDel(A, B, Res, Ost); {А больше В, пока не знаем, как выполнять операцию - "выносим" в процедуру} 1: Ost:=A; {А меньше В} 2: Res[1] := 1; {А равно В} End; End; А дальше? Дальше начинаются проблемы. Делить столбиком нас научили в школе. Например, 1000143123567 |73859998 - 73859998 |---------- --------- |13541 (Целая часть частного) 261543143 - 221579994 ---------- 399631495 - 369299990 --------- 303315056 - 295439992 ---------- 78750647 - 73859998 -------- 4890649 (Остаток) Что мы делали? На каждом этапе в уме подбирали цифру (1, 3, 5 и т.д.), такую, что произведение этой цифры на делитель дает число меньшее, но наиболее близкое к числу... Какому? Это трудно сказать словами, но из примера ясно. Зачем нам это делать в уме, пусть делает компьютер. Однако упростим пример, оставим его для тестирования окончательной логики процедуры, тем более что и числа "длинные". Пусть число А будет меньше В * 10, тогда в результате (целой части деления) будет одна цифра. Например, А равно 564, а В — 63 и простая десятичная система счисления. Попробуем подобрать цифру результата, но не методом прямого перебора, а методом деления отрезка пополам. Пусть Down — верхняя граница интервала изменения подбираемой цифры, Up — нижняя граница интервала, Ost равен делимому. Down | Up | С = В * ( (Down + Up) Div 2) | Ost = 564 | 0 | 10 | 315 = 63 * ( (0 + 10) Div 2) | C < Ost | 5 | 10 | 441 = 63 * ( (5 + 10) Div 2) | C < Ost | 7 | 10 | 504 = 63 * ( (7 + 10) Div 2) | C < Ost | 8 | 10 | 567 = 63 * ( (8 + 10) Div 2) | C > Ost | 8 | 9 | 504 = 63 * ( (8 + 9) Div 2) | C < Ost |
Итак, результат — целая часть частного — равен (Up + Down) Div 2, остаток от деления — разность между значениями Ost и С. Нижнюю границу (Down) изменяем, если результат (С) меньше остатка, верхнюю (Up), — если больше. Усложним пример. Пусть А равно 27856, а В — 354. Основанием системы счисления является не 10, а 10000. Down | Up | С | Ost = 27856 | 0 | 10000 | 1770000 | C > Ost | 0 | 5000 | 885000 | C > Ost | 0 | 2500 | 442500 | C > Ost | 0 | 1250 | 221250 | C > Ost | 0 | 625 | 110448 | C > Ost | 0 | 312 | 55224 | C > Ost | 0 | 156 | 27612 | C < Ost | 78 | 156 | 41418 | C > Ost | 78 | 117 | 34338 | C > Ost | 78 | 97 | 30798 | C > Ost | 78 | 87 | 29028 | C > Ost | 78 | 82 | 28320 | C > Ost | 78 | 80 | 27966 | C > Ost | 78 | 79 | 27612 | C < Ost |
Целая часть частного равна 78, остаток от деления — 27856 минус 27612, т.е. 244. Пора приводить процедуру. Используемые "кирпичики": функция сравнения чисел (More) с учетом сдвига и функция умножения длинного числа на короткое (Mul) описаны выше. Function FindBin(Var Ost : Tlong; Const В : TLong; Const sp : Integer) : Longint; Var Down, Up : Word; C : TLong; Begin Down := 0;Up := 0sn; {основание системы счисления} While Up - 1 > Down Do Begin {Есть возможность преподавателю сделать сознательную ошибку. Изменить условие цикла на Up>Down. Результат - зацикливание программы.} Mul(В, (Up + Down) Div 2, С); Case More(Ost, C, sp) Of 0: Down := (Down + Up) Div 2; 1: Up := (Up + Down) Div 2; 2: Begin Up := (Up + Down) Div 2; Down := Up End; End; End; Mul(B, (Up + Down) Div 2, C); If More (Ost, C, 0) = 0 Then Sub(Ost, C, sp) {находим остаток от деления} Else begin Sub (C, Ost, sp); Ost := C end; FindBin := (Up + Down) Div 2; {целая часть частного} End; Осталось разобраться со сдвигом, значением переменной sp в нашем изложении. Опять вернемся к обычной системе счисления и попытаемся разделить, например, 635 на 15. Что мы делаем? Вначале делим 63 на 15 и формируем, подбираем в уме первую цифру результата. Подбирать с помощью компьютера мы научились. Подобрали — это цифра 4, и это старшая цифра результата. Изменим остаток. Если вначале он был 635, то сейчас стал 35. Вычитать с учетом сдвига мы умеем. Опять подбираем цифру. Вторую цифру результата. Это цифра 2 и остаток 5. Итак, результат (целая часть) 42, остаток от деления 5. А что изменится, если основанием будет не 10, а 10000? Логика совпадает, только в уме считать несколько труднее, но ведь у нас же есть молоток под названием компьютер — пусть он вбивает гвозди. Procedure MakeDel(Const А, В : TLong; Var Res, Ost : TLong); Var sp : Integer; Begin Ost := A; {первоначальное значение остатка} sp := А[0] - В[0]; If More(А, В, sp) = 1 Then Dec(sp); {B * Osn > A, в результате одна цифра} Res[0] := sp + 1; While sp >= 0 Do Begin {находим очередную цифру результата} Res[sp + 1] := FindBin(Ost, B, sp); Dec(sp) End End;
|