常见的编程问题(一)少大数加减


存储区的概念

常见的存储区域可分为:

由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清除的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。

new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉,程序会一直占用内存,导致内存泄漏,在程序结束后,操作系统会自动回收。

malloc等分配的内存块,它和堆是十分相似的,不过它是用free来释放分配的内存。

  • 全局/静态存储区

全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。

  • 常量存储区

这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改)。

  • 代码段:存放函数体的二进制代码。

例1:C语言程序

int x;
void main()
{
}  

变量x存储在内存哪个区域?

答:在采用段式内存管理的架构中,BSS段(bss segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。

BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态存储区。

例2:static全局变量与普通全局变量有什么区别?

答:static全局变量和普通全局变量存储区域相同,不同的是:

static全局变量只在声明此static全局变量的文件中有效;

普通全局变量对整个源程序都有效,当此源程序包含多于一个文件的程序时,对其他文件依然有效。

例3:static局部变量与普通局部变量的区别?

答:static局部变量的存储区为静态存储区,普通局部变量的存储区为栈;

static局部变量生存周期为整个源程序,但是只能在声明其的函数中调用,并且其值与上一次的结果有关;而普通局部变量的生存周期为声明其函数的周期,超过特定的范围其值会被重新初始化;

static局部变量如果未初始化其值默认为0,而普通局部变量则不确定。

//main.cpp

inta
 = 0;//全局初始化区

char*p1;//全局未初始化区

main()

{

    int b;//栈

    char s[]  = "abc";//栈

    char * p2;//栈

    char * p3  = "123456"; // 123456\0在常量区,p3在栈上。

    static int c  =0;//全局(静态)初始化区

    p1  = (char*)malloc(10);

    p2  = (char*)malloc(20);//分配得来的10和20字节的区域就在堆区。

}

堆栈的区别

1.内存分配方面:

堆:一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式是类似于链表。可能用到的关键字如下:newmallocdeletefree等等。

栈:由编译器(Compiler)自动分配释放,存放函数的参数值局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2.申请方式方面:

堆:需要程序员自己申请,并指明大小。在cmalloc函数。如p1 = (char *)malloc(10);C++中用new运算符,但是注意p1p2本身是在栈中的。因为他们还是可以认为是局部变量。

栈:由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b;系统自动在栈中为b开辟空间。

3.系统响应方面:

堆:操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中,由此可能会导致内存碎片。

栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

4.大小限制方面:

堆:是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

栈:在Windows下, 栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是固定的(是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

5.效率方面:

堆:是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。

栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

6.存放内容方面:

堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

栈:在函数调用时第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(从函数返回的时候将继续从这条指令开始执行)(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈,然后是函数中的局部变量。注意:静态变量是不入栈的当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行

7.存取效率方面:

堆:char *s1 = "Hellow Word";是在编译时就确定的;

栈:char s1[] = "Hellow Word";是在运行时赋值的;用数组比用指针速度要快一些,因为指针在底层汇编中需要用edx寄存器中转一下,而数组在栈上直接读取。

交换两个值的方法

有三种方法:

void swap1(int *a,int *b)//第一种,也是最常用的一种
{
  int t;
 t = *a;
 *a = *b;
 *b = t;
}

void swap2(int *a,int *b)//第二种,不需要额外的内存空间(不用临时变量)
{
  *a = *a + *b;
  *b = *a - *b;
  *a = *a - *b;
}

//上述方法可能引起越界,为什么不使用他俩的差呢?

void newswap2( int *a, int *b)
{
    *a = *b - *a;
    *b = *b - *a;
    *a = *a + *b;
}

//上述代码是用算术的过程来实现a与b的值的交换。这里主要的方法是考虑中间量|a-b|和留下一个原值。不过要使程序正确,还要做一些值的大小判断。写成函数的话会比较麻烦,通用性问题。

void swap3(int *a,int *b)//第三种,不需要额外的内存空间,位运算实现
{
  *a ^= *b;
  *b ^= *a;
  *a ^= *b;
}

//这里交换的方法也是依赖于公式A^B^A=B和A^B^B=A这个规律。但是函数参数的传递分为两种值传递和地址传递。故交换也有两种,值交换和变量所指向值的地址交换。只能交换整数(char int long),要想交换两个浮点数是不行的,因为浮点数不能参与位运算,要想交换两个指针也是不行的,编译器不允许你把两个指针拿来做位运算,要想交换两个用户自定义对象也是不行的,因为它仍然不能参与位运算

这种值交换的目的是为了减少临时变量的申请,减少程序所需的内存空间。对大量申请临时变量来实现交换的程序是一种很好的解决方案

大数加减(高效)

时间: 2024-11-08 01:00:37

常见的编程问题(一)少大数加减的相关文章

POJ 2756 Autumn is a Genius 使用string的大数加减

本题就是说一个小神童,能计算加减法. 不过题目知识说这个小神童,到底有多神,要我们自己发现. 因为最后给出的数据非常非常巨大,听说接近50k就是超过50000个数位相加,可想而知他多神. 看来题目也是考IQ啊! 如果以为是超级水题,按照一般加减法做,肯定是WA了. 这里给出使用string的加减法运算,因为string是长度可增可减的,所以不管是多少位,只要内存支持,那么本算法都可以支持了.也可以使用vector这些容器.不过string应该更加省点内存. 注意: POJ比较讨厌的就是不支持C+

字符串大数加减运算问题

这里自己利用STL模板中的容器和链表实现字符串大数加减运算. 1 #include<iostream> 2 #include<vector> 3 #include<list> 4 using namespace std; 5 6 list<char> Input_Number(list<char> ilist)//输入链表字符串,以‘#’作为结束符 7 { 8 cout<<"please Input string ,end

大数加减1——将两个数均前后倒置,以对齐最低位

#include <stdio.h> //将读入的数据存储到num[1]~num[x]中,num[0]表示存入数据的长度. void read(int num[]) { int i; char ch; for (i = 0; i<500; i++) num[i] = 0; i = 1; while ((ch = getchar()) != '\n') { num[i] = ch - '0'; i++; num[0]++; } } //将数据num[]中的数翻转,以便计算 void rev

大数加减乘模板

大数加法: 1 #include <stdio.h> 2 3 #include <string.h> 4 5 #define M 100 //定义了数量M是100作为数组初始化的数量 6 7 8 9 int main() 10 11 { 12 13 int i, j, len_s1, len_s2; // len_s1是字符数组s1的长度, len_s2是字符数组s2的长度, 14 15 char s1[M], s2[M]; 16 17 int num1[M] = {0}; //

大数加减乘法

大数的相关计算问题一直是编程比赛常考的题目,在蓝桥杯比赛之前又把大数的加减乘法做了一遍.大数除法比较难,还没有去尝试实现,以后有机会了再继续补全好了. 算法分析:三种方法相似,都是按位操作,动态存储.处理好输入数据后,对每一位的逐个操作,很容易得到答案. 大数加法 #include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <cmath> #define MAX 1010 using n

【算法】大数加减

超长的整型加减法可以用数组int来存储,每个单元可以存储1~9位数字,然后模拟手算过程 大数乘除法,稍复杂,(挖坑)续更.. ====================分割线==================== 1 /************************************************* 2 Copyright: CheerM 3 Author: CheerM 4 Date: 2016-11-02 5 Description: 实现超长int型的加减运算.输入任意长

Java 中日期的几种常见操作 —— 取值、转换、加减、比较

Java 的开发过程中免不了与 Date 类型纠缠,准备总结一下项目经常使用的日期相关操作,JDK 版本 1.7,如果能够帮助大家节约那么几分钟起身活动一下,去泡杯咖啡,便是极好的,嘿嘿.当然,我只提供了可行的解决方案,并不保证是最佳实践,欢迎讨论. 1. 日期取值 在旧版本 JDK 的时代,有不少代码中日期取值利用了 java.util.Date 类,但是由于 Date 类不便于实现国际化,其实从 JDK1.1 开始,就更推荐使用 java.util.Calendar 类进行时间和日期方面的处

SPOJ VLATTICE - Visible Lattice Points 【“小”大数加减】

题目链接 一道比较简单的莫比乌斯反演,不过ans会爆long long,我是用结构体来存结果的,结构体中两个LL型变量分别存大于1e17和小于1e17的部分 #include<bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long long LL; const int maxn=1e6; int prime[maxn+5]; bool check[maxn+5]; int mu[maxn+5]; void init() { mu[1]=1; int t

大数加减运算

1 #include<iostream> 2 #include<string> 3 4 using namespace std; 5 6 void BDplus(string str1, string str2) 7 { 8 int len1 = str1.length(); 9 int len2 = str2.length(); 10 char *value = NULL; 11 if (len1 >= len2) 12 { 13 //value= (char*)mallo