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// Projekt:
// Rechnen mit groáen Ganzzahlen
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// Modul:
//  mpi.h    Headerdatei zur Programmbibliothek
//  mpi.cpp  Programmbibliothek
// >main.cpp beispiel Programm, das die Programmbibliothek verwendet
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// Geschichte:
// V1.0		08.12.1997	erste Version
// V1.1		20.12.1997      umgestellt: malloc -> new; printf -> cout
// V1.2		06.01.1998	einlesen langer Zahlen aus text Datei
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// Erstellt von:
// Thorsten Milianowitsch			08.12.1997
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// Beschreibung:
// Es werden zwei lange Zufallszahlen erzeugt. Diese werden anschliessend
// addiert, subtrahiert, und multipliziert.
// Zwei jeweils 1000 Stellen lange Zahlen werden miteinander 100 mal
// multipliziert. Die hierfr ben”tigte Zeit wird gemessen.
// Aus den Textdadteien test1.txt und test2.txt werden Zahlen eingelesen,
// diese werden multipliziert, und das Ergebnis in test3.txt geschrieben.
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// Einschr„nkung:
// 1.	Es k”nne Zahlen mit bis zu 16000 aus Dateien eingelesen werden.
// 2.   Die gr”sste getestete Zahl hatte 17000 Stellen.
//      Das Programm l„sst 32000 Stellen zu. Die gr”sste Zahl h„ngt vom
//      freien Speicher, und dem verwendetem Speichermodell des Compilers ab.
// 3.   Bei multiplikation sollte erster Parameter die kleinere Zahl
//      enthalten, da hierbei weniger Speicher ben”tigt wird.
// 4.   Fhrende Nullen werden beim Ergebnis nicht entfernt.
// 5.   Die geschwindigkeit h„ngt stark vom Speichermodell des Compilers ab.
//      Tiny, Small, Medium sind schnell, nicht so grosse Zahlen.
//      Compact, Large, Huge sind langsam, groessere Zahlen.
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// Bekannte Fehler:
// noch keine ;)
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// Header Dateien
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#include <iostream.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include "mpi.h"

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// Funktion: ausgabe
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// šbergabeparameter:
// tlang: Diese lange Zahl wird am Bildschirm ausgegeben
// Rckgabeparameter:
// - keine -
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// Gibt eine lange Zahl am Bildschirm aus.
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void ausgabe(tlang tmp) {
  int stelle;
  for (stelle=0;stelle<tmp.lang;stelle++) {
    cout << int(tmp.zahl[stelle]);
  }
  cout << "\n";
}

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// Funktion: main
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// šbergabeparameter:
// - keine -
// Rckgabeparameter:
// int: 0 bei normalem Programmende
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// Hauptprogramm.
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int main(void) {
  time_t t1,t2;
  int lang=0;
  int stelle=0;
  int i;
  tlang a,b,c;

  cout << "\n\nArithmetik mit langen Zahlen\n";
  srand((unsigned) time(NULL)); // randomize();
  lang=35;
  a=mpi_getmem(lang);
  if (a.lang == -1) { return 1; }
  cout << "a = ";
  for (stelle=0;stelle<a.lang;stelle++) {
    a.zahl[stelle]=rand() % 10; // random(10);
  }
  ausgabe(a);
  lang=30;
  b=mpi_getmem(lang);
  cout << "b = ";
  if (b.lang == -1) { return 1; }
  for (stelle=0;stelle<b.lang;stelle++) {
    b.zahl[stelle]=rand() % 10; // random(10);
  }
  ausgabe(b);
  cout << "Addition: a+b\n";
  c=mpi_addiere(a,b);
  cout << "c = ";
  ausgabe(c);
  c=mpi_freemem(c);

  cout << "Subtraktion: a-b\n";
  c=mpi_subtrahiere(a,b);
  cout << "c = ";
  ausgabe(c);
  c=mpi_freemem(c);

  cout << "Multiplikation: a*b\n";
  cout << "Bitte warten ...\n";
  c=mpi_multipliziere(a,b);
  cout << "c = ";
  ausgabe(c);
  c=mpi_freemem(c);

  a=mpi_freemem(a);
  b=mpi_freemem(b);

  cout << "\n\nZeitmessung bei Multiplikation\n";
  lang=1000;
  a=mpi_getmem(lang);
  if (a.lang == -1) { return 1; }
  for (stelle=0;stelle<a.lang;stelle++) {
    a.zahl[stelle]=rand() % 10; // random(10);
  }
  lang=1000;
  b=mpi_getmem(lang);
  if (b.lang == -1) { return 1; }
  for (stelle=0;stelle<b.lang;stelle++) {
    b.zahl[stelle]=rand() % 10; // random(10);
  }
  cout << "Multiplikation von zwei Zahhlen mit jeweils 1000 Stellen:\n";
  cout << "Gemessene Zeiten fr 100 Multiplikationen: P90 80s; P200 38s\n";
  cout << "Bitte warten ...\n";
  t1=time(NULL);
  for (i=0; i<100; i++) {
    cout << '.';
    c=mpi_multipliziere(a,b);
    c=mpi_freemem(c);
  }
  t2=time(NULL);
  cout << "\nZeit fr 100 multiplikationen: " << difftime(t2,t1) << "s\n";

  a=mpi_freemem(a);
  b=mpi_freemem(b);

  cout << "\nAus Datei test1.txt\n";
  a=mpi_lese("test1.txt");
  cout << "a = ";
  ausgabe(a);
  cout << "Aus Datei test2.txt\n";
  b=mpi_lese("test2.txt");
  cout << "b = ";
  ausgabe(b);
  cout << "Multiplikation: a*b\n";
  c=mpi_multipliziere(a,b);
  cout << "c = ";
  ausgabe(c);
  mpi_schreibe("test3.txt",c);
  c=mpi_freemem(c);

  a=mpi_freemem(a);
  b=mpi_freemem(b);

  return 0;
}