高精度计算类BigInteger

野性酷女 2022-05-25 03:58 267阅读 0赞

### BigInteger:   ###

不可变的任意精度的整数。所有操作中，都以二进制补码形式表示 BigInteger（如 Java 的基本整数类型）。BigInteger 提供所有 Java 的基本整数操作符的对应物，并提供 java.lang.Math 的所有相关方法。另外，BigInteger 还提供以下运算：模算术、GCD 计算、质数测试、素数生成、位操作以及一些其他操作。

算术运算的语义完全模仿 Java 整数算术运算符的语义，如 *The Java Language Specification* 中所定义的。例如，以零作为除数的除法抛出 ArithmeticException，而负数除以正数的除法则产生一个负（或零）的余数。Spec 中关于溢出的细节都被忽略了，因为 BigIntegers 所设置的实际大小能适应操作结果的需要。

位移操作的语义扩展了 Java 的位移操作符的语义以允许产生负位移距离。带有负位移距离的右移操作会导致左移操作，反之亦然。忽略无符号的右位移运算符（>>>），因为该操作与由此类提供的“无穷大的词大小”抽象结合使用时毫无意义。

逐位逻辑运算的语义完全模仿 Java 的逐位整数运算符的语义。在执行操作之前，二进制运算符（and、or、xor）对两个操作数中的较短操作数隐式执行符号扩展。

比较操作执行有符号的整数比较，类似于 Java 的关系运算符和相等性运算符执行的比较。

提供的模算术操作用来计算余数、求幂和乘法可逆元。这些方法始终返回非负结果，范围在 0 和 (modulus - 1)（包括）之间。

位操作对其操作数的二进制补码表示形式的单个位进行操作。如有必要，操作数会通过扩展符号来包含指定的位。单一位操作不能产生与正在被操作的 BigInteger 符号不同的 BigInteger，因为它们仅仅影响单个位，并且此类提供的“无穷大词大小”抽象可保证在每个 BigInteger 前存在无穷多的“虚拟符号位”数。

为了简洁明了，在整个 BigInteger 方法的描述中都使用了伪代码。伪代码表达式 (i + j) 是“其值为 BigInteger i 加 BigInteger j 的 BigInteger”的简写。伪代码表达式 (i == j) 是“当且仅当 BigInteger i 表示与 BigInteger j 相同的值时，才为 true”的简写。可以类似地解释其他伪代码表达式。

当为任何输入参数传递 null 对象引用时，此类中的所有方法和构造方法都将抛出 `NullPointerException`。