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利用位运算来实现加减乘除

利用位运算来实现加减乘除

作者: 小强不是蟑螂啊 | 来源:发表于2019-07-08 16:33 被阅读0次

    1 加法
    我们现在关注二进制加法。发现一个特点。
    位的异或运算跟求'和'的结果一致:

    异或 1^1=0 1^0=1 0^0=0
    求和 1+1=0 1+0=1 0+0=0

    位的与运算跟求'进位‘的结果一致:

    位与 1&1=1 1&0=0 0&0=0
    进位 1+1=1 1+0=0 0+0=0
    于是我们可以使用用异或运算和与运算来表示加法。

    function add(a,b){
      let add,more;
      while(b){
         add = a^b;
         more =( a&b )<<1;
         a = add;
         b= more 
      }
     return a
    }
    

    2 减法
    实现a -b ,我们可以使用a+(-b)实现,使用补位可以求出 -b = ~b+1;所以减法可以用以下实现:

    function subtraction(a,b){
      var c = add(~b,1);//add方法再上面已经实现
      return add(a,c)
    }
    

    3 乘法
    第一种:a * b,即时b个a相加,所以可以这么写:

    function multiply(a,b){
     var c = 0;
     var plus = (a>0 && b>0) || (a<0&&b<0);
     if(a<0){
      a = ~a+1
     } 
     if(b<0){
       b = ~b+1
     }
      while(b){
         c = add(c,a);
         b = add(b,-1);
      }
    return plus?c:-c;
    }
    
    

    第二种:利用乘法运算,每次将a与b的末尾相乘,然后实现累加:

    function multiply(a,b){
     var c = 0;
     var plus = (a>0 && b>0) || (a<0&&b<0);
     if(a<0){
      a = ~a+1
     } 
     if(b<0){
       b = ~b+1
     }
     while(b){
         if(b&1){
           c = add(c,a)
        }
        a = a<<1;
        b = b>>1;
      }
    return plus?c:-c;
    }
    
    

    4 除法
    第一种:将被除数减去除数,看减去多少次不大于除数

    function division(a,b){
       var c = 0;
       var plus = (a>0 && b>0) || (a<0&&b<0);
       if(a<0){
        a = ~a+1
       } 
       if(b<0){
         b = ~b+1
       }
      while(a>=b){
        a = add(a,-b);
        c++;
      }
     return plus?c:-c;
    }
    
    第二种:利用二分法,先求除数的最大背书是否能整除:
    function division(a,b){
       var c = 0;
       var n = 31;
       var plus = (a>0 && b>0) || (a<0&&b<0);
       if(a<0){
        a = ~a+1
       } 
       if(b<0){
         b = ~b+1
       }
      while(n>=0){
        if(a>>i>=y){
          c = add(c,1<<i);
         a = add(a,-y>>i)
        }
        add(n,-1)
      }
     return plus?c:-c;
    }
    
    

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