1

У меня есть задание, в котором говорится о том, что необходимо разработать собственный тип данных, похожий на int. Ему необходимо реализовать ряд методов, например add и т.п. У этого типа размерность чисел должна ограничиваться лишь доступной памятью, т.е. он будет больше long.

Я залез в метаданных типа int и обнаружил, что тип реализован как структура данных, также в файле имеется указание на максимальное и минимальное допустимое значение значение. Методы с которыми умеет работать данных тип только инициализированны, например public static Int32 Parse(string s);.

На основе вышесказанного возникает вопрос - как реализовывать пользовательский тип данных в C#?

Я предположил, что хочу добиться чего-то похожего на это:

static void Main(string[] args)
{
    MyInt a = 5;
    MyInt b = 3;
    Console.WriteLine(a.Add(b));
}

Для этого руководствуясь логикой я написал следующее:

public readonly struct MyInt
{
    public const MyInt MaxValue = 2147483647;
    public const MyInt MinValue = -2147483648;

    public static MyInt Add(MyInt b)
    {
        MyInt c = a + b;
        return c;
    }
}

Однако обнаружил, что весь этот код превратился в одну большую ошибку. Собственно подскажите пожалуйста как это исправить или где почитать об этом.

8
  • 1
    потому что readonly в определении структуры лишнее, плюс не переопределен оператор + для MyInt, плюс, внутри Add откуда-то берется переменная a
    – Grundy
    13 мая 2020 в 8:24
  • Основывался на коде указанном в int32. Там есть и readonly, + там нет. Да в методе add я понимаю, что нет переменной а, но как её туда передать из указанной мной записи я не понимаю. Поэтому и спрашиваю. 13 мая 2020 в 8:34
  • Где ты смотришь код int32?
    – Grundy
    13 мая 2020 в 8:44
  • кроме того для встроенных числовых типов операторы добавляются самой clr. Для своих - нужно самому вручную добавлять операторы.
    – Grundy
    13 мая 2020 в 9:00
  • System.Int32, я бы назвал это заголовочным файлом или что-то вроде того. 13 мая 2020 в 10:34

2 ответа 2

4

То, что вас попросили сделать — написать собственную реализацию типа BigInteger.

Это как раз целочисленный тип, способный хранить числа произвольной длины. Хранится он в виде массива байт или массива целых или массива длинных целых.

Если речь идёт о байтах, то число представляется в 256-ричной системе счисления, где каждый байт это одна цифра. Например, массив из n байтов d0...dn - 1 означает число

256n - 1×d0+256n - 2×d1+...+2561×dn - 2+2560×dn - 1

Это похоже на то, как представлены числа в десятичной системе:

31415 = 104×3+103×1+102×4+101×1+100×5

Знак можно хранить отдельно от числа, либо в старшем бите числа, в дополнительном коде.

Можно реализовать метод Negate, который будет обращать число, скажем, превращать 5 в -5 и наоборот.

Сложение двух чисел одинаковой размерности выполняется также, как и сложение в столбик. Нам точно также приходится учитывать флаг переноса, если сумма двух байтов больше, чем 255.

public byte[] Add(byte[] a, byte[] b)
{
    Debug.Assert(a.Length == b.Length);

    List<byte> c = new List<byte>(a.Length);
    int curry = 0;
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
    {
        int sum = a[i] + b[i] + curry;
        if (sum > 255)
        {
            c.Add(sum - 255);
            curry = 1;
        }
        else
        {
            c.Add(sum);
            curry = 0;
        }
    }

    if (curry == 1)
        c.Insert(0, 0xFF);
    else if (c[0] > 127)
        c.Insert(0, 0x00);

    return c.ToArray();
}

Здесь переменная curry хранит флаг переноса, и может принимать значения 0 или 1. Сравните алгоритм со сложением десятичных чисел в столбик, вручную сложив 12345 и 23456.

Вот эти строки нужны, чтобы обработать старший бит числа, если вы храните числа в дополнительном коде:

    if (curry == 1)
        c.Insert(0, 0xFF);
    else if (c[0] > 127)
        c.Insert(0, 0x00);

Для сложения двух числе разной размерности, нужно дополнить меньшее число байтами вначале до нужного размера. Если число было отрицательным (старший бит нулевого байта установлен), добавлять надо байты 0xFF, а если положительным — байты 0x00.

Вычитание — это сложение Add с дополнением Negate.

Про алгоритмы умножения и деления можно прочитать в википедии.

Я бы рекомендовал разобраться с алгоритмами и попытаться реализовать их самостоятельно. Впрочем, .NET сейчас поставляется с открытым исходным кодом, поэтому можете взглянуть на реализацию BigInteger.

0
1

Чтобы получить что-то похожее на это:

static void Main(string[] args)
{
    MyInt a = 5;
    MyInt b = 3;
    Console.WriteLine(a.Add(b));
}

необходимо описать что-то похожее на это:

public struct MyInt {
  private byte[] m;
  public MyInt Add (MyInt b) { /* смотри ответ Mark Shevchenko*/ }
  // Также нужно определить неявные преобразования
  // типа int в MyInt
  public static implicit operator MyInt(int x) {
    // Здесь из int нужно получить MyInt
    // и вернуть как результат
  }
}

Для большей красоты погугли тему "Перегрузка операторов" и сделай возможность сложения через оператор "+":

MyInt a = 5;
MyInt b = 10;
MyInt c = a + b;

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.