C# 是否有一个好的、高性能的无符号 BigInteger 类型？答案

【问题标题】：Is there a good, performant unsigned BigInteger type for C#?C# 是否有一个好的、高性能的无符号 BigInteger 类型？
【发布时间】：2011-08-22 04:25:11
【问题描述】：

我熟悉 System.Numerics.BigInteger 类，但在我的应用程序中，我只处理正整数。负整数是一种错误情况，如果有 BigInteger 类型的无符号等价物，那就太好了，这样我就可以删除所有这些检查。有吗？

【问题讨论】：

@Splendor：我不认为这真的是被问到的......
谢谢乔恩。我已经删除了我的 cmets。
我不明白你为什么会说 (a) 负数是一个错误情况，而 (b) 你想创建一个无符号类型，那会做什么呢？如果您尝试分配负值，是否会引发异常？

标签： c# biginteger unsigned

【解决方案1】：

框架中不支持将BigInteger 声明为unsigned。但是，您可以创建一个静态方法来检查数字是否为负数。

public static void ValidateBigIntForUnsigned(BigInteger bigInteger)
{
   if(bigInteger.Sign < 0)
       throw new Exception("Only unsigned numbers are allowed!");
}

【讨论】：

我想你在想 T-SQL 的BigInt？ msdn.microsoft.com/en-us/library/ms187745.aspx如果是这样，那么System.Numerics.BigIntegermsdn.microsoft.com/en-us/library/…是不是……如果有这种类型，它更像是varint(max)。
@lasseespeholt 看看msdn.microsoft.com/en-us/library/system.data.sqltypes.aspx。
System.Numerics.BigInteger 是一个任意长度的整数——不是你想象的 64 位。它们可以共享名称，但它们并不等同。它在 SQL 中称为BigInt。
好吧，我错了，我以为他说的是 TSql BigInt。

【解决方案2】：

框架中什么都没有，没有。我会尝试将检查集中在尽可能小的公共 API 中，然后在其余时间将数据视为有效 - 就像您对 null 检查之类的事情一样。当然，如果您执行任何可能创建负值的操作（例如，从另一个中减去），您仍然需要小心。

您可以通过创建扩展方法使代码稍微整洁一些，例如

public static void ThrowIfNegative(this BigInteger value, string name)
{
    if (value.Sign < 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException(name);
    }
}

...并像这样使用它：

input.ThrowIfNegative("input");

您可能会创建自己的 UBigInteger 结构，其中包含 BigInteger，并通过使用 BigInteger 实现和检查在不同值之间执行操作，但我怀疑这将是相当多的工作相对较少好处，并且如果您将它用于大量计算，可能会影响性能。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您只使用 BigInteger API 的一个相当小的子集，那么编写自己的包装类很容易，但很费力。这里有一些示例代码来证明它不需要那么大的操作：

public struct UnsignedBigInteger
{
    private BigInteger value;
    private UnsignedBigInteger(BigInteger n) { value = n; }

    public UnsignedBigInteger(uint n) { value = new BigInteger(n); }
    // ... other constructors ...

    public static UnsignedBigInteger operator+(UnsignedBigInteger lhs, UnsignedBigInteger rhs)
    {
        return new UnsignedBigInteger(lhs.value + rhs.value);
    }
    public static UnsignedBigInteger operator-(UnsignedBigInteger lhs, UnsignedBigInteger rhs)
    {
        var result = lhs.value - rhs.value;
        if (result < BigInteger.Zero) throw new InvalidOperationException("value out of range");
        return new UnsignedBigInteger(result);
    }
    // ... other operators ...
}

【讨论】：

【解决方案4】：

好吧，我们来看一个简单的例子

        uint a=1;
        uint b=2;
        uint c=a-b;
        Console.WriteLine(c);

为您提供输出 4294967295 (=2^32-1)。

但是，如果您有一个具有类似行为的未签名 BigInteger 怎么办？

        UBigInteger a(1);
        UBigInteger b(2);
        UBigInteger c=a-b;
        Console.WriteLine(c.ToString());

那应该是什么？当然，根据您所写的内容，您可以假设在这种情况下您可能会遇到某种异常，但这种行为与int 不一致。更好地在您需要的地方引入

【讨论】：

【解决方案5】：

如果负值存在这样的问题，是否有可能以某种方式消除它们，从而使不良数据（负值）甚至达不到您的逻辑？这将一起消除检查。你能发布一个简短的sn-p你在做什么吗？

【讨论】：