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C++实现多项式运算
2023-06-29 15:07:03 深夜i     --     --
C++ 多项式 运算

在数学中,多项式是由单项式相加而成的一种代数表达式。多项式运算更是数学中常见的一种操作。C++作为一种广泛应用的编程语言,也能够实现多项式运算。

首先,我们需要定义多项式的数据结构。一个多项式可以表示为若干个单项式的加和,因此我们可以考虑使用一个数组来存储多项式的系数,并且每个元素的下标就表示其对应的单项式次数。代码实现如下:


const int maxn = 1005;

struct poly {

  int c[maxn]; // 存储多项式的系数

  int max_deg; // 最高次项次数

};

然后,我们可以实现多项式加法和乘法运算。多项式加法的实现很简单,只需要将同一次数的系数相加即可。而多项式乘法则需要使用两个循环来枚举相乘的每一项,将结果加到对应次数的系数中。代码实现如下:


poly add(poly a, poly b) {

  poly res;

  memset(res.c, 0, sizeof(res.c));

  for (int i = 0; i <= max(a.max_deg, b.max_deg); i++)

    res.c[i] = a.c[i] + b.c[i];

  res.max_deg = max(a.max_deg, b.max_deg);

  while (res.max_deg > 0 && res.c[res.max_deg] == 0)

    res.max_deg--;

  return res;

}

poly mul(poly a, poly b) {

  poly res;

  memset(res.c, 0, sizeof(res.c));

  for (int i = 0; i <= a.max_deg; i++)

    for (int j = 0; j <= b.max_deg; j++)

      res.c[i+j] += a.c[i]*b.c[j];

  res.max_deg = a.max_deg + b.max_deg;

  while (res.max_deg > 0 && res.c[res.max_deg] == 0)

    res.max_deg--;

  return res;

}

最后,我们可以实现多项式求导和积分运算。多项式求导是将每一项系数乘上其对应的次数,然后将次数减1。而多项式积分则是将每一项系数除以其对应的次数加1,然后将次数加1。代码实现如下:


poly der(poly a) {

  poly res;

  memset(res.c, 0, sizeof(res.c));

  for (int i = 1; i <= a.max_deg; i++)

    res.c[i-1] = a.c[i]*i;

  res.max_deg = max(0, a.max_deg-1);

  return res;

}

poly inte(poly a) {

  poly res;

  memset(res.c, 0, sizeof(res.c));

  for (int i = 0; i <= a.max_deg; i++)

    if (a.c[i])

      res.c[i+1] = a.c[i]/(i+1);

  res.max_deg = a.max_deg+1;

  return res;

}

综上所述,C++实现多项式运算可以通过定义多项式的数据结构,以及实现多项式的加减乘除等运算,来完成数学中的多项式运算。

  
  

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