NOIP 普及 2011 第一轮 第 32 题：用二分法求大整数平方根：第 1 空

题目

完善程序
（大整数开方） 输入一个正整数 $n(1\leq n\leq 10^{100})$，试用二分法计算它的平方根的整数部分。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

const int SIZE=200;
struct hugeint{
    int len,num[SIZE];
};
//其中len表示大整数的位数；num[1]表示个位，num[2]表示十位，以此类推

hugeint times(hugeint a,hugeint b)
// 计算大整数a和b的乘积
{
    int i,j;
    hugeint ans;
    memset(ans.num,0,sizeof(ans.num));
    for(i=1;i<=a.len;i++)
       for(j=1;j<=b.len;j++)
            [      ①     ] +=a.num[i]*b.num[j];
    for(i=1;i<=a.len+b.len;i++){
        ans.num[i+1]+=ans.num[i]/10;
        [         ②         ];
    }
    if(ans.num[a.len+b.len]>0)
        ans.len=a.len+b.len;
    else
        ans.len=a.len+b.len-1;
    return ans;
}

hugeint add(hugeint a,hugeint b)
//计算大整数a和b 的和
{
    int i;
    hugeint ans;
    memset(ans.num,0,sizeof(ans.num));
    if(a.len>b.len)
        ans.len=a.len;
    else
        ans.len=b.len;
    for(i=1;i<=ans.len;i++){
        ans.num[i]+= [        ③      ] ;
        ans.num[i+1]+= ans.num[i]/10;
        ans.num[i]%=10;
    }
    if(ans.num[ans.len+1]>0)
        ans.len++;
    return ans;
}

hugeint average(hugeint a,hugeint b)
//计算大整数a和b的平均数的整数部分
{
    int i;
    hugeint ans;
    ans=add(a,b);
    for(i=ans.len;i>=2;i--){
        ans.num[i-1]+=([     ④      ])*10;

        ans.num[i]/=2;
    }
    ans.num[1]/=2;
    if(ans.num[ans.len]==0)
        ans.len--;
    return ans;
}

hugeint plustwo(hugeint a)
// 计算大整数a加2之后的结果
{
    int i;
    hugeint ans;
    ans=a;
    ans.num[1]+=2;
    i=1;
    while( (i<=ans.len)&&(ans.num[i]>=10) ){
        ans.num[i+1]+=ans.num[i]/10;
        ans.num[i]%=10;
        i++;
    }
    if(ans.num[ans.len+1]>0)
        [      ⑤    ];
    return ans;
}

bool over(hugeint a,hugeint b)
// 若大整数a>b则返回true，否则返回false
{
    int i;
    if([      ⑥     ])
        return false;
    if( a.len>b.len )
        return true;
    for(i=a.len;i>=1;i--){
        if(a.num[i]<b.num[i])
           return false;
        if(a.num[i]>b.num[i])
           return true;
    }
    return false;
}

int main()
{
    string s;
    int i;
    hugeint target,left,middle,right;
    cin>>s;
    memset(target.num,0,sizeof(target.num));
    target.len=s.length();
    for(i=1;i<=target.len;i++)
        target.num[i]=s[target.len-i]-[      ⑦    ];
    memset(left.num,0,sizeof(left.num));
    left.len=1;
    left.num[1]=1;
    right=target;
    do{
        middle=average(left,right);
        if(over([       ⑧        ]))
            right=middle;
        else
            left=middle;
    }while(!over(plustwo(left),right) );
    for(i=left.len;i>=1;i--)
       cout<<left.num[i];
    return 0;
}

①处应填（ ）

答案

ans.num[i+j-1]

题解

考点定位

本题（完善程序「大整数开方」第①空）考「大整数乘法累加」,对应大纲 3.1 高精度（难度【4】）。

程序思路：大整数用 struct{len,num[]} 低位起存储；times 乘法、add 加法、average 平均、plustwo 加 2，配合二分求 √n。

解题过程

①处在 times 的双重循环里：a.num[i]×b.num[j] 贡献到结果的第 i+j−1 位：

``cpp ans.num[i + j - 1] += a.num[i] * b.num[j]; ``

答案：ans.num[i+j−1]。

易错提醒

① 低位起存储时乘积位权是 10^{(i−1)+(j−1)} = 10^{i+j−2} ⇒ 存入第 i+j−1 位；② 随后的循环统一进位。