Ruby script to compute big-digit values.(v2)

calc_big_digits_2.rb

#! /usr/local/bin/ruby
#*********************************************
# 多桁計算
# ( 符号は考慮しない。)
#*********************************************
#
class CalcBigDigits
  N_A    = 1000                   # 計算桁数 ( 被加減乗除数 )
  N_B    =  996                   # 計算桁数 ( 加減乗除数 )
  LIMIT  =    4                   # 配列１つあたり桁数
  SIZE_A = (N_A - 1) / LIMIT + 1  # 配列サイズ
  SIZE_B = (N_B - 1) / LIMIT + 1  # 配列サイズ

  def initialize
    # 使用する被加減乗除数・加減乗除数を設定（テストなので乱数を使用）
    @a_0 = (0...SIZE_A).map { rand(10 ** LIMIT) }
    @b_0 = (0...SIZE_B).map { rand(10 ** LIMIT) }
    @c_0 = rand(10 ** LIMIT)
    puts "A ="; display(@a_0)
    puts "B ="; display(@b_0)
    puts "C =\n%04d\n\n" % @c_0
  end

  # 計算 ( 加算 )
  def calc_add
    puts "A + B ="
    display(long_add(@a_0, @b_0))
  rescue => e
    raise
  end

  # 計算 ( 減算 )
  def calc_sub
    puts "A - B ="
    display(long_sub(@a_0, @b_0))
  rescue => e
    raise
  end

  # 計算 ( 乗算 )
  def calc_mul
    puts "A * C ="
    display(long_mul(@a_0, @c_0))
  rescue => e
    raise
  end

  # 計算 ( 除算 )
  def calc_div
    puts "A / C ="
    display(long_div(@a_0, @c_0))
  rescue => e
    raise
  end

  private

  # ロング + ロング
  def long_add(a, b)
    z = Array.new([a.size, b.size].max + 1, 0)
    0.upto(a.size - 1) { |i| z[i] = a[i] }
    0.upto(b.size - 1) do |i|
      z[i] += b[i]
      if z[i] >= 10 ** LIMIT
        z[i] -= 10 ** LIMIT
        z[i + 1] += 1
      end
    end
    return z
  rescue => e
    raise
  end

  # ロング - ロング
  def long_sub(a, b)
    z = Array.new([a.size, b.size].max, 0)
    0.upto(a.size - 1) { |i| z[i] = a[i] }
    0.upto(b.size - 1) do |i|
      z[i] -= b[i]
      if z[i] < 0
        z[i] += 10 ** LIMIT
        z[i + 1] -= 1
      end
    end
    return z
  rescue => e
    raise
  end

  # ロング * ショート
  def long_mul(a, c)
    z = Array.new(a.size + 1, 0)
    0.upto(a.size - 1) do |i|
      z[i] += a[i] * c
      if z[i] >= 10 ** LIMIT
        z[i + 1] += z[i] / 10 ** LIMIT
        z[i] %= 10 ** LIMIT
      end
    end
    return z
  rescue => e
    raise
  end

  # ロング / ショート
  def long_div(a, c)
    z = Array.new(a.size, 0)
    (a.size - 1).downto(0) do |i|
      z[i] += a[i] / c
      a[i - 1] += (a[i] % c) * 10 ** LIMIT if i > 0
    end
    return z
  rescue => e
    raise
  end

  # 結果出力
  def display(s)
    size = s.size
    # 最上位で繰り上がりが無かった場合の処置
     size -= 1 if (s[size - 1] == 0)
    # 1行に配列10個分出力
    (size - 1).downto(0) do |i|
      printf("%04d ", s[i])
      puts if (size - i) % 10 == 0 && i != 0
    end
    puts "\n\n"
  rescue => e
    raise
  end
end

if __FILE__ == $0
  begin
    obj = CalcBigDigits.new  # 計算クラスインスタンス化
    obj.calc_add             # 計算 ( 加算 )
    obj.calc_sub             # 計算 ( 減算 )
    obj.calc_mul             # 計算 ( 乗算 )
    obj.calc_div             # 計算 ( 除算 )
  rescue => e
    $stderr.puts "[#{e.class}] #{e.message}"
    e.backtrace.each{ |tr| $stderr.puts "\t#{tr}" }
  end
end