sample.cc

   1 // Sample program demonstrating the use of the Big Integer Library.
   2
   3 // Standard libraries
   4 #include <string>
   5 #include <iostream>
   6
   7 // `BigIntegerLibrary.hh' includes all of the library headers.
   8 #include "BigIntegerLibrary.hh"
   9
  10 int main() {
  11         /* The library throws `const char *' error messages when things go
  12          * wrong.  It's a good idea to catch them using a `try' block like this
  13          * one.  Your C++ compiler might need a command-line option to compile
  14          * code that uses exceptions. */
  15         try {
  16                 BigInteger a; // a is 0
  17                 int b = 535;
  18
  19                 /* Any primitive integer can be converted implicitly to a
  20                  * BigInteger. */
  21                 a = b;
  22
  23                 /* The reverse conversion requires a method call (implicit
  24                  * conversions were previously supported but caused trouble).
  25                  * If a were too big for an int, the library would throw an
  26                  * exception. */
  27                 b = a.toInt();
  28
  29                 BigInteger c(a); // Copy a BigInteger.
  30
  31                 // The int literal is converted to a BigInteger.
  32                 BigInteger d(-314159265);
  33
  34                 /* This won't compile (at least on 32-bit machines) because the
  35                  * number is too big to be a primitive integer literal, and
  36                  * there's no such thing as a BigInteger literal. */
  37                 //BigInteger e(3141592653589793238462643383279);
  38
  39                 // Instead you can convert the number from a string.
  40                 std::string s("3141592653589793238462643383279");
  41                 BigInteger f = stringToBigInteger(s);
  42
  43                 // You can convert the other way too.
  44                 std::string s2 = bigIntegerToString(f);
  45
  46                 // f is implicitly stringified and sent to std::cout.
  47                 std::cout << f << std::endl;
  48
  49                 /* Let's do some math!  The library overloads most of the
  50                  * mathematical operators (including assignment operators) to
  51                  * work on BigIntegers.  There are also ``copy-less''
  52                  * operations; see `BigUnsigned.hh' for details. */
  53
  54                 // Arithmetic operators
  55                 BigInteger g(314159), h(265);
  56                 std::cout << (g + h) << '\n'
  57                         << (g - h) << '\n'
  58                         << (g * h) << '\n'
  59                         << (g / h) << '\n'
  60                         << (g % h) << std::endl;
  61
  62                 // Bitwise operators
  63                 BigUnsigned i(0xFF0000FF), j(0x0000FFFF);
  64                 // The library's << operator recognizes base flags.
  65                 std::cout.flags(std::ios::hex | std::ios::showbase);
  66                 std::cout << (i & j) << '\n'
  67                         << (i | j) << '\n'
  68                         << (i ^ j) << '\n'
  69                         // Shift distances are ordinary unsigned ints.
  70                         << (j << 21) << '\n'
  71                         << (j >> 10) << '\n';
  72                 std::cout.flags(std::ios::dec);
  73
  74                 // Let's do some heavy lifting and calculate powers of 314.
  75                 int maxPower = 10;
  76                 BigUnsigned x(1), big314(314);
  77                 for (int power = 0; power <= maxPower; power++) {
  78                         std::cout << "314^" << power << " = " << x << std::endl;
  79                         x *= big314; // A BigInteger assignment operator
  80                 }
  81
  82                 // Some big-integer algorithms (albeit on small integers).
  83                 std::cout << gcd(BigUnsigned(60), 72) << '\n'
  84                         << modinv(BigUnsigned(7), 11) << '\n'
  85                         << modexp(BigUnsigned(314), 159, 2653) << std::endl;
  86
  87                 // Add your own code here to experiment with the library.
  88         } catch(char const* err) {
  89                 std::cout << "The library threw an exception:\n"
  90                         << err << std::endl;
  91         }
  92
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 /*
  97 The original sample program produces this output:
  98
  99 3141592653589793238462643383279
 100 314424
 101 313894
 102 83252135
 103 1185
 104 134
 105 0xFF
 106 0xFF00FFFF
 107 0xFF00FF00
 108 0x1FFFE00000
 109 0x3F
 110 314^0 = 1
 111 314^1 = 314
 112 314^2 = 98596
 113 314^3 = 30959144
 114 314^4 = 9721171216
 115 314^5 = 3052447761824
 116 314^6 = 958468597212736
 117 314^7 = 300959139524799104
 118 314^8 = 94501169810786918656
 119 314^9 = 29673367320587092457984
 120 314^10 = 9317437338664347031806976
 121 12
 122 8
 123 1931
 124
 125 */