Negative numbers etc
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42a055d224
commit
707fb74250
133
main.cpp
133
main.cpp
@ -1,4 +1,5 @@
|
||||
#include <algorithm>
|
||||
#include <functional>
|
||||
#include <iostream>
|
||||
|
||||
//#include "mp.hpp"
|
||||
@ -17,6 +18,14 @@ static void PrintDec(const char* name, const T& val){
|
||||
std::cout << name << " = " << mp::to_string(val) << std::endl;
|
||||
}
|
||||
|
||||
using MyInt = mp::Int<32>;
|
||||
|
||||
static void display_op(const char* desc, const MyInt& a, const MyInt& b, std::function<MyInt(const MyInt&, const MyInt&)> op)
|
||||
{
|
||||
std::cout << "op: " << mp::to_string(a) << ' ' << desc << ' ' << mp::to_string(b) << " = " << mp::to_string(op(a, b)) << std::endl;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
// mp::Int a{0xDEADBEEFDEADF154, 0x0123456789ABCDEF, 0x1111222233334444};
|
||||
@ -66,27 +75,27 @@ int main()
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
{
|
||||
mp::Int<1024> acc{1};
|
||||
// {
|
||||
// mp::Int<1024> acc{1};
|
||||
|
||||
try
|
||||
{
|
||||
while (true)
|
||||
{
|
||||
acc *= mp::Int<1>{10};
|
||||
PrintDec("acc", acc);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
catch (const mp::OverflowErrorOf<decltype(acc), mp::Int<1>>& e)
|
||||
{
|
||||
std::cout << "overflow" << std::endl;
|
||||
PrintDec("value", e.value());
|
||||
}
|
||||
catch (const std::exception& e)
|
||||
{
|
||||
std::cout << "error: " << e.what() << std::endl;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// try
|
||||
// {
|
||||
// while (true)
|
||||
// {
|
||||
// acc *= mp::Int<1>{10};
|
||||
// PrintDec("acc", acc);
|
||||
// }
|
||||
// }
|
||||
// catch (const mp::OverflowErrorOf<decltype(acc), mp::Int<1>>& e)
|
||||
// {
|
||||
// std::cout << "overflow" << std::endl;
|
||||
// PrintDec("value", e.value());
|
||||
// }
|
||||
// catch (const std::exception& e)
|
||||
// {
|
||||
// std::cout << "error: " << e.what() << std::endl;
|
||||
// }
|
||||
// }
|
||||
|
||||
//{
|
||||
// mp::Int<32> val{1};
|
||||
@ -136,4 +145,88 @@ int main()
|
||||
PrintDec("c", c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
display_op("+",
|
||||
mp::from_string<32>("123456789012345678901234567890"),
|
||||
mp::from_string<32>("987654321098765432109876543210"),
|
||||
std::plus<>{});
|
||||
|
||||
display_op("+",
|
||||
mp::from_string<32>("987654321098765432109876543210"),
|
||||
mp::from_string<32>("-123456789012345678901234567890"),
|
||||
std::plus<>{});
|
||||
|
||||
display_op("+",
|
||||
mp::from_string<32>("-123456789012345678901234567890"),
|
||||
mp::from_string<32>("-987654321098765432109876543210"),
|
||||
std::plus<>{});
|
||||
|
||||
display_op("+",
|
||||
mp::from_string<32>("123456789012345678901234567890"),
|
||||
mp::from_string<32>("-987654321098765432109876543210"),
|
||||
std::plus<>{});
|
||||
|
||||
display_op("-",
|
||||
mp::from_string<32>("987654321098765432109876543210"),
|
||||
mp::from_string<32>("123456789012345678901234567890"),
|
||||
std::minus<>{});
|
||||
|
||||
display_op("-",
|
||||
mp::from_string<32>("123456789012345678901234567890"),
|
||||
mp::from_string<32>("987654321098765432109876543210"),
|
||||
std::minus<>{});
|
||||
|
||||
display_op("-",
|
||||
mp::from_string<32>("-123456789012345678901234567890"),
|
||||
mp::from_string<32>("-987654321098765432109876543210"),
|
||||
std::minus<>{});
|
||||
|
||||
display_op("-",
|
||||
mp::from_string<32>("987654321098765432109876543210"),
|
||||
mp::from_string<32>("-123456789012345678901234567890"),
|
||||
std::minus<>{});
|
||||
|
||||
display_op("*",
|
||||
mp::from_string<32>("12345678901234567890"),
|
||||
mp::from_string<32>("98765432109876543210"),
|
||||
std::multiplies<>{});
|
||||
|
||||
display_op("*",
|
||||
mp::from_string<32>("-12345678901234567890"),
|
||||
mp::from_string<32>("98765432109876543210"),
|
||||
std::multiplies<>{});
|
||||
|
||||
display_op("*",
|
||||
mp::from_string<32>("-12345678901234567890"),
|
||||
mp::from_string<32>("-98765432109876543210"),
|
||||
std::multiplies<>{});
|
||||
|
||||
display_op("/",
|
||||
mp::from_string<32>("1219326311370217952237463801111263506900"),
|
||||
mp::from_string<32>("12345678901234567890"),
|
||||
std::divides<>{});
|
||||
|
||||
display_op("/",
|
||||
mp::from_string<32>("-1219326311370217952237463801111263506900"),
|
||||
mp::from_string<32>("12345678901234567890"),
|
||||
std::divides<>{});
|
||||
|
||||
display_op("/",
|
||||
mp::from_string<32>("-1219326311370217952237463801111263506900"),
|
||||
mp::from_string<32>("-12345678901234567890"),
|
||||
std::divides<>{});
|
||||
|
||||
auto a = mp::from_string<32>("12345678901234567890");
|
||||
auto b = mp::from_string<32>("98765432109876543210");
|
||||
b.set_negative(true);
|
||||
|
||||
display_op("*",
|
||||
a,
|
||||
b,
|
||||
std::multiplies<>{});
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
@ -26,6 +26,11 @@ class BasicInt
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
BasicInt(const BasicInt& other) = default;
|
||||
BasicInt(BasicInt&& other) noexcept = default;
|
||||
BasicInt& operator=(const BasicInt& other) = default;
|
||||
BasicInt& operator=(BasicInt&& other) noexcept = default;
|
||||
|
||||
TElem& operator[](size_t index) { return m_data[index]; }
|
||||
const TElem& operator[](size_t index) const { return m_data[index]; }
|
||||
|
||||
@ -96,8 +101,12 @@ class BasicInt
|
||||
|
||||
size_t size_elems() const { return m_data.size(); }
|
||||
|
||||
bool negative() const { return m_negative; }
|
||||
void set_negative(bool neg) { m_negative = neg; }
|
||||
|
||||
private:
|
||||
Container<TElem, MAX_ELEMS> m_data;
|
||||
bool m_negative = false;
|
||||
};
|
||||
|
||||
template<size_t MaxBytes>
|
||||
|
||||
34
mp/lib.hpp
34
mp/lib.hpp
@ -5,6 +5,7 @@
|
||||
#include <stdexcept>
|
||||
|
||||
#include "utils.hpp"
|
||||
#include "int.hpp"
|
||||
|
||||
namespace mp
|
||||
{
|
||||
@ -19,7 +20,7 @@ inline std::string to_hex_string(const T& number)
|
||||
{
|
||||
constexpr size_t ELEMENT_DIGITS = T::ELEMENT_BYTES * 2;
|
||||
|
||||
std::string str(number.size_elems() * ELEMENT_DIGITS, '-');
|
||||
std::string str(number.size_elems() * ELEMENT_DIGITS, '?');
|
||||
|
||||
for (size_t elem = 0; elem < number.size_elems(); ++elem)
|
||||
{
|
||||
@ -33,7 +34,7 @@ inline std::string to_hex_string(const T& number)
|
||||
auto first = str.find_first_not_of('0');
|
||||
if (first != std::string::npos)
|
||||
{
|
||||
return "0x" + str.substr(first);
|
||||
return (number.negative() ? "-" : "") + ("0x" + str.substr(first));
|
||||
}
|
||||
|
||||
return "0x0";
|
||||
@ -68,6 +69,9 @@ inline std::string to_string(const T& number)
|
||||
str.push_back(static_cast<char>('0' + rem));
|
||||
} while (temp != 0U);
|
||||
|
||||
if (number.negative())
|
||||
str.push_back('-');
|
||||
|
||||
std::reverse(str.begin(), str.end());
|
||||
return str;
|
||||
}
|
||||
@ -77,6 +81,14 @@ inline void parse_string(const char* str, T& number)
|
||||
{
|
||||
number.zero();
|
||||
|
||||
bool negative = false;
|
||||
|
||||
if (*str == '-')
|
||||
{
|
||||
negative = true;
|
||||
++str;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (; *str; ++str)
|
||||
{
|
||||
if (*str < '0' || *str > '9')
|
||||
@ -86,6 +98,24 @@ inline void parse_string(const char* str, T& number)
|
||||
|
||||
number = number * 10U + static_cast<typename T::ElementType>(*str - '0');
|
||||
}
|
||||
|
||||
number.set_negative(negative);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <AnyConstInt T>
|
||||
inline T from_string(const char* str)
|
||||
{
|
||||
T number;
|
||||
parse_string(str, number);
|
||||
return number;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <size_t N>
|
||||
inline Int<N> from_string(const char* str)
|
||||
{
|
||||
Int<N> number;
|
||||
parse_string(str, number);
|
||||
return number;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
145
mp/math.hpp
145
mp/math.hpp
@ -127,34 +127,101 @@ bool operator!=(const TLhs& lhs, const TRhs& rhs)
|
||||
return !(lhs == rhs);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <AnyConstMpInt TLhs, AnyConstMpInt TRhs, AnyMpInt TRes>
|
||||
requires ElementTypesMatch<TLhs, TRes> && ElementTypesMatch<TRhs, TRes>
|
||||
inline void sub_ignore_underflow(const TLhs& lhs, const TRhs& rhs, TRes& res)
|
||||
{
|
||||
using ElementType = typename TRes::ElementType;
|
||||
|
||||
res.zero();
|
||||
|
||||
ElementType borrow = 0;
|
||||
size_t end = std::max(lhs.size_elems(), rhs.size_elems());
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < end; ++i)
|
||||
{
|
||||
ElementType a = lhs.get(i);
|
||||
ElementType b = rhs.get(i);
|
||||
|
||||
ElementType c = a - b - borrow;
|
||||
borrow = (a < b) || (borrow && a == b);
|
||||
res.set(i, c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (borrow != 0)
|
||||
{
|
||||
throw std::overflow_error("Subtraction underflow");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <AnyConstMpInt TLhs, AnyConstMpInt TRhs, AnyMpInt TRes>
|
||||
requires ElementTypesMatch<TLhs, TRes> && ElementTypesMatch<TRhs, TRes>
|
||||
inline void sub_ignore_sign(const TLhs& lhs, const TRhs& rhs, TRes& res)
|
||||
{
|
||||
if (lhs < rhs)
|
||||
{
|
||||
sub_ignore_underflow(rhs, lhs, res);
|
||||
res.set_negative(true);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
sub_ignore_underflow(lhs, rhs, res);
|
||||
res.set_negative(false);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <AnyConstMpInt TLhs, AnyConstMpInt TRhs, AnyMpInt TRes>
|
||||
requires ElementTypesMatch<TLhs, TRes> && ElementTypesMatch<TRhs, TRes>
|
||||
inline void add_ignore_sign(const TLhs& lhs, const TRhs& rhs, TRes& res)
|
||||
{
|
||||
using ElementType = typename TRes::ElementType;
|
||||
|
||||
res.zero();
|
||||
|
||||
ElementType carry = 0;
|
||||
size_t end = std::max(lhs.size_elems(), rhs.size_elems());
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < end; ++i)
|
||||
{
|
||||
ElementType a = lhs.get(i);
|
||||
ElementType b = rhs.get(i);
|
||||
|
||||
ElementType c = carry + a;
|
||||
carry = (c < a) ? 1 : 0;
|
||||
c += b;
|
||||
if (c < b)
|
||||
carry = 1;
|
||||
|
||||
res.set(i, c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
res.set(end, carry);
|
||||
}
|
||||
|
||||
struct Addition
|
||||
{
|
||||
template <AnyConstMpInt TLhs, AnyConstMpInt TRhs, AnyMpInt TRes>
|
||||
requires ElementTypesMatch<TLhs, TRes> && ElementTypesMatch<TRhs, TRes>
|
||||
static void invoke(const TLhs& lhs, const TRhs& rhs, TRes& res)
|
||||
{
|
||||
using ElementType = typename TRes::ElementType;
|
||||
const bool lhs_neg = lhs.negative();
|
||||
const bool rhs_neg = rhs.negative();
|
||||
|
||||
res.zero();
|
||||
|
||||
ElementType carry = 0;
|
||||
size_t end = std::max(lhs.size_elems(), rhs.size_elems());
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < end; ++i)
|
||||
if (lhs_neg == rhs_neg)
|
||||
{
|
||||
ElementType a = lhs.get(i);
|
||||
ElementType b = rhs.get(i);
|
||||
|
||||
ElementType c = carry + a;
|
||||
carry = (c < a) ? 1 : 0;
|
||||
c += b;
|
||||
if (c < b)
|
||||
carry = 1;
|
||||
|
||||
res.set(i, c);
|
||||
add_ignore_sign(lhs, rhs, res);
|
||||
res.set_negative(lhs_neg);
|
||||
}
|
||||
else if (lhs_neg)
|
||||
{
|
||||
// (-a) + b == b - a
|
||||
sub_ignore_sign(rhs, lhs, res);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
// a + (-b) == a - b
|
||||
sub_ignore_sign(lhs, rhs, res);
|
||||
}
|
||||
|
||||
res.set(end, carry);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
@ -164,27 +231,33 @@ struct Subtraction
|
||||
requires ElementTypesMatch<TLhs, TRes> && ElementTypesMatch<TRhs, TRes>
|
||||
static void invoke(const TLhs& lhs, const TRhs& rhs, TRes& res)
|
||||
{
|
||||
using ElementType = typename TRes::ElementType;
|
||||
const bool lhs_neg = lhs.negative();
|
||||
const bool rhs_neg = rhs.negative();
|
||||
|
||||
res.zero();
|
||||
|
||||
ElementType borrow = 0;
|
||||
size_t end = std::max(lhs.size_elems(), rhs.size_elems());
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < end; ++i)
|
||||
if (!lhs_neg && !rhs_neg)
|
||||
{
|
||||
ElementType a = lhs.get(i);
|
||||
ElementType b = rhs.get(i);
|
||||
|
||||
ElementType c = a - b - borrow;
|
||||
borrow = (a < b) || (borrow && a == b);
|
||||
res.set(i, c);
|
||||
// a - b
|
||||
sub_ignore_sign(lhs, rhs, res);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (borrow != 0)
|
||||
else if (lhs_neg && rhs_neg)
|
||||
{
|
||||
throw std::overflow_error("Subtraction underflow");
|
||||
// (-a) - (-b) == b - a
|
||||
sub_ignore_sign(rhs, lhs, res);
|
||||
}
|
||||
else if (lhs_neg && !rhs_neg)
|
||||
{
|
||||
// (-a) - b == -(a + b)
|
||||
add_ignore_sign(lhs, rhs, res);
|
||||
res.set_negative(true);
|
||||
}
|
||||
else // if (!lhs_neg && rhs_neg)
|
||||
{
|
||||
// a - (-b) == a + b
|
||||
add_ignore_sign(lhs, rhs, res);
|
||||
res.set_negative(false);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
@ -198,6 +271,7 @@ struct Multiplication
|
||||
using LongerType = DoubleWidthType<ElementType>;
|
||||
|
||||
res.zero();
|
||||
res.set_negative(lhs.negative() != rhs.negative());
|
||||
|
||||
bool overflow = false;
|
||||
|
||||
@ -297,6 +371,7 @@ struct Division
|
||||
|
||||
// Prepare quotient
|
||||
res.zero();
|
||||
res.set_negative(lhs.negative() != rhs.negative());
|
||||
|
||||
// Main loop j = m .. 0
|
||||
for (int j = static_cast<int>(m); j >= 0; --j)
|
||||
|
||||
10
mp/utils.hpp
10
mp/utils.hpp
@ -5,6 +5,10 @@
|
||||
#include <cstdint>
|
||||
#include <type_traits>
|
||||
|
||||
#ifdef __SIZEOF_INT128__
|
||||
#define USE_UINT128
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
namespace mp
|
||||
{
|
||||
|
||||
@ -31,7 +35,7 @@ struct DoubleWidth<uint32_t>
|
||||
using type = uint64_t;
|
||||
};
|
||||
|
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#if USE_UINT128
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#ifdef USE_UINT128
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template <>
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struct DoubleWidth<uint64_t>
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{
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@ -78,6 +82,7 @@ concept AnyConstMpInt = requires(T t, TElem a, size_t i) {
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{ t[i] } -> std::convertible_to<TElem>;
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{ t.get(i) } -> std::convertible_to<TElem>;
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||||
{ t.size_elems() } -> std::convertible_to<size_t>;
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{ t.negative() } -> std::convertible_to<bool>;
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{ T::MAX_BYTES } -> std::convertible_to<size_t>;
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||||
{ T::MAX_ELEMS } -> std::convertible_to<size_t>;
|
||||
{ T::ELEMENT_BYTES } -> std::convertible_to<size_t>;
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@ -85,9 +90,10 @@ concept AnyConstMpInt = requires(T t, TElem a, size_t i) {
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||||
};
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template <typename T, typename TElem = T::ElementType>
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||||
concept AnyMpInt = AnyConstMpInt<T> && requires(T t, TElem a, size_t i) {
|
||||
concept AnyMpInt = AnyConstMpInt<T> && requires(T t, TElem a, size_t i, bool b) {
|
||||
{ t.set(i, a) };
|
||||
{ t.try_set(i, a) } -> std::convertible_to<bool>;
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||||
{ t.set_negative(b) };
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{ t.zero() };
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};
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