long long 最大能存 9223372036854775807,十九位。想算 29 位数除以 26 位数?没有现成的类型能装。2023 年 3 月 8 日我开了这个项目:用字符串存数字,把小学竖式翻译成 C 代码,实现大整数的加减乘除。完整源码在 GitHub 的 Mathematics-System 仓库里,和矩阵库 Matrix 住在一个屋檐下。文件夹里的更新记录原话是这么写的:

📌 更新(2026-08-31):为写这篇重新编译复现了全部输出(含那段 gets 输入),运行效果一节均为 2026 年的真实运行记录。

1
2
3
4
2023.3.8
完成基础加减乘除运算,并进行基本的封装,实现了对象池,方便最后统一销毁对象
2023.8.31
重新捡起烂摊子,装备可以多文件英文路径调试的g++调试器,修复几个小bug

半年后捡起来继续打磨,就有了这篇文章里的最终形态。

数据结构:一个字符串加一个符号

大整数本体是一个朴素的结构体——数字的绝对值用字符串存,符号单独一位:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
typedef enum __Positive_negative
{
BIS_Positive,
BIS_Negative
}BigIntergeSign;

typedef struct __BigInterge
{
BigIntergeSign sign_member;
String num_member;
unsigned long long digit_capacity_member;
}BigInterge;

这里的 String 是自己起的别名——typedef char* String,配了三个小工具函数(初始化、追加字符、追加 n 个字符)。别小看”追加 n 个字符”这个函数,它在除法里要负责造 10 的幂。

BigIntergeInit 负责解析输入:开头可以有 +/-,其余必须是数字,符号剥下来存进 sign_member,剩下的纯数字串就是 num_member符号和数值分开存是整个设计里最重要的决定——后面所有四则运算都建立在”先算绝对值,再管符号”之上。

加法:把小学竖式翻译成代码

字符串存数字有个天然的不方便:竖式是从低位往高位算的,而字符串的高位在前面。所以 add 的第一步是把两个数整个反转,再在尾部补一个 ‘0’(预留最高位进位):

1
2
3
4
5
6
7
8
char num1str[len1 + 1 + 1];//一个1是最前面加多一个0 还有一个1是储存最后的'\0'
char num2str[len2 + 1 + 1];
for(int i = len1 - 1; i >= 0; i--)
{
num1str[len1 - i - 1] = num1[i];
}
num1str[len1] = '0';
num1str[len1 + 1] = '\0';

反转之后,竖式的每一列就是数组的一个下标。逐位相加,大于等于 10 就减 10 记进位:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
int tempnum = 0, carry_bit = 0;
for(int ix = 0; ix < min_size; ix++)
{
tempnum = (num1str[ix] - '0') + (num2str[ix] - '0') + carry_bit;
if(tempnum >= 10)
{
tempnum = tempnum - 10;
carry_bit = 1;
}
else
{
carry_bit = 0;
}
result[ix] = tempnum + '0';
}

共同长度算完后,长的那个数剩下的高位还要继续吸收进位(9 + carry_bit > '9' 就说明又进位了),最后如果 carry_bit 还是 1,最高位补上——然后把整个结果再反转回来。一个加法,反转、补零、进位、回正,全是小学竖式里那些”藏在心里”的动作。

库里每个运算都有两个版本:add 返回新串,add_change 把结果写回第一个参数(原地修改)。_change 后缀从此成了这个库的命名约定,除法里会大量用到它。

减法:只做一半,另一半交给调用方

sub 只处理”大数减小数”这一种情况——相等直接返回 "0",小的减大的直接返回空串。听起来是偷工减料,其实是个清晰的契约:把复杂性推给调用方。谁负责保证大减小?BigInterge 层。这一层管符号,它知道怎么换序(下一节),字符串层就只管老实做竖式。

借位的实现和加法对偶:carry_bit 变成 -1,不够减就 +10 向高位借:

1
2
3
4
5
6
tempnum = (num1str[ix] - '0') - (num2str[ix] - '0') + carry_bit;
if(tempnum < 0)
{
tempnum = tempnum + 10;
carry_bit = -1;
}

结尾还有个加法没有的步骤:去前导零——1000 - 999 = 0001,结果的最高位可能是 0,得剪掉再反转。

符号系统:四种组合,全部化归

字符串层只会算正数的加减,那 -5 + 3 怎么办?BigIntergeAdd 用三段化归把四种符号组合全部变成正数运算——代码里的注释就是化归公式本身:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
if(num1->sign_member == BIS_Negative && num2->sign_member == BIS_Negative)
{
// -a + -b => -(a + b)
return BigIntergeOpposite(BigIntergeAdd(BigIntergeOppositeTemp(num1),BigIntergeOppositeTemp(num2)));
}
else if(num1->sign_member == BIS_Negative && num2->sign_member == BIS_Positive)
{
// -a + b => b - a
return BigIntergeSub(num2, BigIntergeOppositeTemp(num1));
}
else if(num1->sign_member == BIS_Positive && num2->sign_member == BIS_Negative)
{
// a + -b => a - b
return BigIntergeSub(num1, BigIntergeOppositeTemp(num2));
}

函数调用自己——化归到只剩”正数加正数”这种最朴素的情况再落地。减法同理(-a - b => -(a + b)a - -b => a + b,外加”小减大换序取反”)。乘法简单些,符号异或就行:同号得正、异号得负,零和一提前特判掉。

BigIntergeOppositeTempBigIntergeOpposite 是一对:前者造一个符号相反的副本(不动原数),后者原地翻转。化归时用副本,免得把调用方的操作数改了。

除法:从死减到竖式

除法是这个项目里唯一”换过算法”的运算。最早的版本写在注释里——被除数不停减除数,数减了多少次:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
// int i;
// for(i = 0; i < 100000000; ++i)
// {
// if(strlen(num1str) <= strlen(num2str))
// {
// break;
// }
// sub_change(num1str, num2str);
// }

纯暴力,29 位数除以 1 位数要减上百亿次,注释旁边还留着一段计时的测试代码,当年就是被它慢到重写的。

现版本是移位竖式:除数最多能左移(后面补零)len1 - len2 位。从最大移位开始,每一档先数清楚”对齐后的除数能从被除数里减掉几次”,把 次数 × 10^移位数 累进商,再用 add_change 拼起来:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
for(; max_move>=0; max_move--)
{
if(String_Cmp(num1str, num2str) >= 0)
{
//除数num2左移counts位时,num1最多能减去num2的次数times
String now_num2str = String_Addxchar_temp(num2str, max_move, '0');
for(times = 0; times < 1000 && ( String_Cmp(num1str, now_num2str) >= 0 ); times++)
{
sub_change(num1str, now_num2str);
}
for(int i = 1; i <= max_move; i++)
{
String_AddChar(temp, '0');
}
strcpy(temp, mul(Int_to_String(times), temp));
add_change(result_, temp);
...
}
}

减完剩下的 num1str 就是余数。那个 times < 1000 是护栏——数学上每一位的商不会超过 9,护栏只防逻辑错误导致的死循环。哦对,String_Addxchar_temp(num2str, max_move, '0') 就是前面 my_string 里那个”追加 n 个字符”——给除数尾巴上补零造 10^k,伏笔在这里收回。

运行效果

main 里先硬编码跑了一个 29 位除以 26 位:

1
114514121857865745231233456789 / 12345123125654564231236798 = 09276 ...... 0759744294007422280918541

然后交互输入两个数,四则运算一把梭(-1234567890123456789098765432109876543210):

1
2
3
4
5
6
-12345678901234567890 + 98765432109876543210 = 86419753208641975320
-12345678901234567890 - 98765432109876543210 = -111111111011111111100
-12345678901234567890 * 98765432109876543210 = -1219326311370217952237463801111263526900
-12345678901234567890 / 98765432109876543210 = 12345678901234567890 / 98765432109876543210 = 0 ...... 12345678901234567890
-0
12345678901234567890

这 20 位的乘法结果可以直接验证:12345678901234567890 × 98765432109876543210 正是那个著名的 40 位回文积 1219326311370217952237463801111263526900,一个数位都没错。

复盘:输出里藏着的三个不完美

这次的运行输出本身就是最好的复盘材料,三个”不完美”肉眼可见。

第一,前导零。 硬编码除法的商是 09276 而不是 9276,余数也带着开头那个 0。原因写在被注释掉的一行里——“判断能不能第一位就对齐,不行的话 max_move 就要 -1”:当被除数的首位比除数首位小时,最高一档移位其实用不到,但代码还是给商的第一位留了个空位,于是打印出 0。修法就是把那段注释启用,或者输出前统一去前导零(乘法里已经有现成的同款逻辑)。

第二,库函数自己在 printf。 BigIntergeDiv 内部打了一行 "%s / %s = ",main 又打了一遍算式,于是输出里出现两句连在一起的除式。计算和输出搅在一个函数里,是当年没分层的后遗症——库应该只算,打印是调用方的事。

第三,负零。 交互除法那一行,商是 0,但因为是负数除法,结果被 BigIntergeOpposite 翻成了负的——输出里赫然一个 -0。取反函数没检查”零没有符号”。顺带一提,被除数小于除数时商 0 余本身,这个数学上是对的,只是表达方式太朴素。

三个毛病都不致命,但每一个都精确指向一个该补的测试用例。

配套实验:用变量名记账的内存管理器

更新记录里那句”实现了对象池,方便最后统一销毁对象”,对应一个配套的小实验 memmanager。对象池这套思路我后来在数电帮你算里又用过一版——那边是每个对象自带销毁函数、进程退出时统一析构,这边则是另一种形态。想法是:malloc 来 malloc 去,忘了 free 就是泄漏——那就用变量名当 key,把每一次分配都记在账上,最后统一释放。

记账的关键是把变量名变成字符串,这一步交给 # 拼接符:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
#define GetValueName(value) #value

void *Mem_New(char* ValueName, size_t _NumOfElements, size_t _SizeOfElements, Memmanager_enum Method)
{
...
Mem.MemPooLUsedSize++;
Insert(ValueName, H); //自动分配一个位置
Mem.MemSpace[Find( ValueName, H )] = result;
return result;
}

调用时写 Mem_New(GetValueName(p), ...),变量名 "p" 就成了这笔分配的账户名,存进一个二次探测哈希表里(哈希表用的是《数据结构与算法分析》课本上的实现,我在上面只加了记账逻辑)。销毁时 Mem_Manager_Free 对着账本从头 free 到尾,一个不漏。

后来 BigInterge 里的 memmanager 是它的简化骨架——对象节点带 mem_free 函数指针的思路保留了,但主流程其实没往账本里插几个对象,主要还是靠 BigIntergeDestroy 手工释放。实验的意义在于想清楚了一件事:C 里想自动化资源管理,要么每个对象自带销毁函数(数电帮你算里的对象池),要么入池记账统一销毁(这里的哈希账本),没有第三条不用写代码的路。

完整代码

主程序 BigInterge.c 里一部分中文注释在多次转码中损坏了,所以它只以前文片段的形式出现;数学库是干净的,完整贴出。其余文件都很短,一并列出。

string_math.h
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
#ifndef _String_Math_H
#define _String_Math_H

typedef enum __BigInterge_Cmp
{
small = -1,
equ,
big
}BI_CmpResult;

typedef enum _bool
{
False,
True
} __Bool;


String Int_to_String(long long num);
BI_CmpResult String_Cmp(String num1, String num2);

__Bool String_IsZero(String num);
__Bool String_IsOne(String num);

String add(String num1, String num2);
String add_change(String num1, String num2);

String sub(String num1, String num2);
String sub_change(String num1, String num2);


String mul(String num1, String num2);
String mul_change(String num1, String num2);

__Bool String_Math_div(String num1, String num2, String result, String remainder); //余数
#endif // _String_Math_H
my_string.h
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
#ifndef _My_String_H
#define _My_String_H

typedef char* String;

String String_Init(const char* str);
String String_AddChar(String str, char c);
String String_Addxchar_temp(String str, size_t times, char c);

#endif //_My_String_H
my_string.c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "my_string.h"

String String_Init(const char* str)
{
String result = (String)malloc(sizeof(char) * (strlen(str) + 1) );
strcpy(result, str);
return result;
}

String String_AddChar(String str, char c)
{
size_t len = strlen(str);
str[len] = c;
str[len + 1] = '\0';
return str;
}

String String_Addxchar_temp(String str, size_t times, char c)
{
size_t len = strlen(str);
if(times > 0)
{
String result = (String)calloc(len + times, sizeof(char));
strcpy(result, str);
for(int i = 0; i < times; ++i)
{
result[len + i] = c;
}
result[len + times] = '\0';
return result;
}
else
{
return str;
}
}
string_math.c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "my_string.h"
#include "string_math.h"

String Int_to_String(long long num)
{
int temp = num;
int count = 1;
while(temp)
{
temp /= 10;
count++;
}
String str = (String)malloc(sizeof(char) * count);
itoa(num,str,10);
return str;
}

BI_CmpResult String_Cmp(String num1, String num2)
{
long long len1 = strlen(num1);
long long len2 = strlen(num2);
if(len1 > len2)
{
return big;
}
else if(len2 > len1)
{
return small;
}
else
{
return (BI_CmpResult)strcmp(num1, num2);
}
}

__Bool String_IsZero(String num)
{
if(num[0] == '0' && strlen(num) == 1)
{
return True;
}
return False;
}

__Bool String_IsOne(String num)
{
if(num[0] == '1' && strlen(num) == 1)
{
return True;
}
return False;
}

String add(String num1, String num2)
{
long long len1 = strlen(num1);
long long len2 = strlen(num2);
char num1str[len1 + 1 + 1];//一个1是最前面加多一个0 还有一个1是储存最后的'\0'
char num2str[len2 + 1 + 1];
for(int i = len1 - 1; i >= 0; i--)
{
num1str[len1 - i - 1] = num1[i];
}
num1str[len1] = '0';
num1str[len1 + 1] = '\0';

for(int i = len2 - 1; i >= 0; i--)
{
num2str[len2 - i - 1] = num2[i];
}
num2str[len2] = '0';
num2str[len2 + 1] = '\0';

//printf("%s-%s\n",num1str, num2str);
int min_size = len1 > len2 ? len2 : len1;
int max_size = len1 > len2 ? len1 : len2;
String result = (String)malloc(sizeof(char) * (max_size + 1 + 1));
int tempnum = 0, carry_bit = 0;
for(int ix = 0; ix < min_size; ix++)
{
tempnum = (num1str[ix] - '0') + (num2str[ix] - '0') + carry_bit;
if(tempnum >= 10)
{
tempnum = tempnum - 10;
carry_bit = 1;
}
else
{
carry_bit = 0;
}

result[ix] = tempnum + '0';
}
if(len1 >= len2)
{
for(int ix = min_size; ix < max_size; ix++)
{
if(num1str[ix] + carry_bit <= '9')
{
result[ix] = num1str[ix] + carry_bit;
carry_bit = 0;
}
else
{
result[ix] = num1str[ix] + carry_bit - 10;
carry_bit = 1;
}
}
}
else
{
for(int ix = min_size; ix < max_size; ix++)
{
// result[ix] = num2str[ix] + carry_bit;
// carry_bit = 0;
if(num2str[ix] + carry_bit <= '9')
{
result[ix] = num2str[ix] + carry_bit;
carry_bit = 0;
}
else
{
result[ix] = num2str[ix] + carry_bit - 10;
carry_bit = 1;
}
}
}

if(carry_bit == 1)
{
result[max_size] = carry_bit + '0';
result[max_size + 1] = '\0';
//翻转数组
for(int i = 0; i <= max_size / 2; ++i)
{
tempnum = result[i];
result[i] = result[max_size - i];
result[max_size - i] = tempnum;
}
}
else
{
result[max_size] = '\0';
//翻转数组
for(int i = 0; i < max_size / 2; ++i)
{
tempnum = result[i];
result[i] = result[max_size - i - 1];
result[max_size - i - 1] = tempnum;
}
}

return result;
}

String add_change(String num1, String num2)
{
long long len1 = strlen(num1);
long long len2 = strlen(num2);
char num1str[len1 + 1 + 1];//一个1是最前面加多一个0 还有一个1是储存最后的'\0'
char num2str[len2 + 1 + 1];
for(int i = len1 - 1; i >= 0; i--)
{
num1str[len1 - i - 1] = num1[i];
}
num1str[len1] = '0';
num1str[len1 + 1] = '\0';

for(int i = len2 - 1; i >= 0; i--)
{
num2str[len2 - i - 1] = num2[i];
}
num2str[len2] = '0';
num2str[len2 + 1] = '\0';

//printf("%s-%s\n",num1str, num2str);
int min_size = len1 > len2 ? len2 : len1;
int max_size = len1 > len2 ? len1 : len2;
char result[max_size + 1 + 1];
int tempnum = 0, carry_bit = 0;
for(int ix = 0; ix < min_size; ix++)
{
tempnum = (num1str[ix] - '0') + (num2str[ix] - '0') + carry_bit;
if(tempnum >= 10)
{
tempnum = tempnum - 10;
carry_bit = 1;
}
else
{
carry_bit = 0;
}

result[ix] = tempnum + '0';
}
if(len1 >= len2)
{
for(int ix = min_size; ix < max_size; ix++)
{
if(num1str[ix] + carry_bit <= '9')
{
result[ix] = num1str[ix] + carry_bit;
carry_bit = 0;
}
else
{
result[ix] = num1str[ix] + carry_bit - 10;
carry_bit = 1;
}
}
}
else
{
for(int ix = min_size; ix < max_size; ix++)
{
// result[ix] = num2str[ix] + carry_bit;
// carry_bit = 0;
if(num2str[ix] + carry_bit <= '9')
{
result[ix] = num2str[ix] + carry_bit;
carry_bit = 0;
}
else
{
result[ix] = num2str[ix] + carry_bit - 10;
carry_bit = 1;
}
}
}

if(carry_bit == 1)
{
result[max_size] = carry_bit + '0';
result[max_size + 1] = '\0';
//翻转数组
for(int i = 0; i <= max_size / 2; ++i)
{
tempnum = result[i];
result[i] = result[max_size - i];
result[max_size - i] = tempnum;
}
}
else
{
result[max_size] = '\0';
//翻转数组
for(int i = 0; i < max_size / 2; ++i)
{
tempnum = result[i];
result[i] = result[max_size - i - 1];
result[max_size - i - 1] = tempnum;
}
}
strcpy(num1, result);
return num1;
}

String sub(String num1, String num2)
{
long long len1 = strlen(num1);
long long len2 = strlen(num2);
if(len1 == len2)
{
if(strcmp(num1, num2) == 0)
{
String result = (String)malloc(2 * sizeof(char));
strcpy(result, "0");
return result;
}
}
if( len1 >= len2)
{
char num1str[len1 + 1];
char num2str[len2 + 1];
for(int i = len1 - 1; i >= 0; i--)
{
num1str[len1 - i - 1] = num1[i];
}
num1str[len1] = '\0';

for(int i = len2 - 1; i >= 0; i--)
{
num2str[len2 - i - 1] = num2[i];
}
num2str[len2] = '\0';

int min_size = len1 > len2 ? len2 : len1;
int max_size = len1 > len2 ? len1 : len2;
String result = (String)malloc(sizeof(char) * (max_size + 1));
int tempnum = 0, carry_bit = 0;
for(int ix = 0; ix < min_size; ix++)
{
tempnum = (num1str[ix] - '0') - (num2str[ix] - '0') + carry_bit;
if(tempnum < 0)
{
tempnum = tempnum + 10;
carry_bit = -1;
}
else
{
carry_bit = 0;
}

result[ix] = tempnum + '0';
}

for(int ix = min_size; ix <= max_size; ix++)
{
result[ix] = num1str[ix] + carry_bit;
if(result[ix] < '0')
{
carry_bit = -1;
result[ix] += 10;
}
else
{
carry_bit = 0;
}
}

//判断最后一位是0
if(result[max_size - 1] == '0')
{
result[max_size - 1] = '\0';
max_size--;
}

//翻转数组
for(int i = 0; i < max_size / 2; ++i)
{
tempnum = result[i];
result[i] = result[max_size - i - 1];
result[max_size - i - 1] = tempnum;
}
result[max_size] = '\0';
return result;
}
return "";
}

String sub_change(String num1, String num2)
{
long long len1 = strlen(num1);
long long len2 = strlen(num2);
if(len1 == len2)
{
if(strcmp(num1, num2) == 0)
{
strcpy(num1, "0");
return num1;
}
}
if( len1 >= len2)
{
char num1str[len1 + 1];
char num2str[len2 + 1];
for(int i = len1 - 1; i >= 0; i--)
{
num1str[len1 - i - 1] = num1[i];
}
num1str[len1] = '\0';

for(int i = len2 - 1; i >= 0; i--)
{
num2str[len2 - i - 1] = num2[i];
}
num2str[len2] = '\0';

int min_size = len1 > len2 ? len2 : len1;
int max_size = len1 > len2 ? len1 : len2;
char result[max_size + 1];
int tempnum = 0, carry_bit = 0;
for(int ix = 0; ix < min_size; ix++)
{
tempnum = (num1str[ix] - '0') - (num2str[ix] - '0') + carry_bit;
if(tempnum < 0)
{
tempnum = tempnum + 10;
carry_bit = -1;
}
else
{
carry_bit = 0;
}

result[ix] = tempnum + '0';
}

for(int ix = min_size; ix <= max_size; ix++)
{
result[ix] = num1str[ix] + carry_bit;
if(result[ix] < '0')
{
carry_bit = -1;
result[ix] += 10;
}
else
{
carry_bit = 0;
}
}

//判断最后一位是0
if(result[max_size - 1] == '0')
{
result[max_size - 1] = '\0';
max_size--;
}

//翻转数组
for(int i = 0; i < max_size / 2; ++i)
{
tempnum = result[i];
result[i] = result[max_size - i - 1];
result[max_size - i - 1] = tempnum;
}
result[max_size] = '\0';
return strcpy(num1, result);
}
return "";
}

String mul(String num1, String num2)
{
long long len1 = strlen(num1);
long long len2 = strlen(num2);
int temp[len1 + len2];
String result = (String)calloc(len1 + len2 + 1, sizeof(char));
for(int i = 0; i < len1 + len2; ++i)
{
temp[i] = 0;
}

for(int i = 0; i < len1; i++)
{
for(int j = 0; j < len2; j++)
{
temp[i + j + 1] += (num1[i] - '0') * (num2[j] - '0');
}
}

for (int i = len1 + len2 - 1; i >= 0; --i)
{
//printf("%d ", temp[i]);
if((temp[i]) >= 10)
{
temp[i - 1] += (temp[i]) / 10;
temp[i] %= 10;
}
result[i] = temp[i] + '0';
}

//如果最前面还有0的话得去掉
if(result[0] == '0')
{
for(int i = 0; i < len1 + len2; ++i)
{
result[i] = result[i + 1];
}
}
//最后结尾加上结束符
result[len1 + len2] = '\0';
return result;
}

String mul_change(String num1, String num2)
{
if(String_IsZero(num1) == True || String_IsZero(num2) == True)
{
strcpy(num1, "0");
return num1;
}

if(String_IsOne(num1) == True)
{
strcpy(num1, num2);
return num2;
}
else if(String_IsOne(num2) == True)
{
return num1;
}

long long len1 = strlen(num1);
long long len2 = strlen(num2);
int temp[len1 + len2];
char result[len1 + len2 + 1];
for(int i = 0; i < len1 + len2; ++i)
{
temp[i] = 0;
}

for(int i = 0; i < len1; i++)
{
for(int j = 0; j < len2; j++)
{
temp[i + j + 1] += (num1[i] - '0') * (num2[j] - '0');
}
}

for (int i = len1 + len2 - 1; i >= 0; --i)
{
//printf("%d ", temp[i]);
if((temp[i]) >= 10)
{
temp[i - 1] += (temp[i]) / 10;
temp[i] %= 10;
}
result[i] = temp[i] + '0';
}

//如果最前面还有0的话得去掉
if(result[0] == '0')
{
for(int i = 0; i < len1 + len2; ++i)
{
result[i] = result[i + 1];
}
}
//最后结尾加上结束符
result[len1 + len2] = '\0';
strcpy(num1, result);
return num1;
}

__Bool String_Math_div(String num1, String num2, String result, String remainder) //余数
{
size_t len1 = strlen(num1);
size_t len2 = strlen(num2);
long long max_move = len1 - len2;
size_t times = 0;
char num1str[len1];
char num2str[len2];
strcpy(num1str, num1);
strcpy(num2str, num2);

//printf("%s\n", num1str);
//判断能不能第一位就对齐,不行的话max_move最大移动位数就要-1
// if(num1str[0] < num2str[0])
// {
// max_move--;
// putchar(' ');
// }
//printf("%s\n", num2str);
//printf("max_move:%d\n", max_move);

String result_ = (String)calloc(len1, sizeof(char));
result_[0] = '0';
String temp = (String)calloc(len1, sizeof(char));
temp[0] = '1';
for(; max_move>=0; max_move--)
{
if(String_Cmp(num1str, num2str) >= 0)
{
//除数num2左移counts位时,num1最多能减去num2的次数times
String now_num2str = String_Addxchar_temp(num2str, max_move, '0');
for(times = 0; times < 1000 && ( String_Cmp(num1str, now_num2str) >= 0 ); times++)
{
sub_change(num1str, now_num2str);
}
for(int i = 1; i <= max_move; i++)
{
String_AddChar(temp, '0');
}
strcpy(temp, mul(Int_to_String(times), temp));
add_change(result_, temp);
for(int i = 0; i < len1; ++i)
{
temp[i] = 0;
}
temp[0] = '1';
//除数num2左移counts位时,被除数最多能减去除数t=times*(10^counts)次:
}
}
strcpy(result, result_);
strcpy(remainder, num1str);
return True;
}

BigInterge 层的符号化归(-a + b => b - a 那些)和除法的移位竖式在前文都有代码片段了,配合这份干净的数学库,整个运算流程已经完整。当 long long 装不下的时候,你要的其实不是更大的类型,而是把小学数学老老实实写一遍的耐心。