PHP中怎么使用位运算实现加减乘除运算,php加减乘除代码

编程技术 2024-09-21 15:45 0 浏览

这篇文章主要介绍了PHP中怎么使用位运算实现加减乘除运算，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。计算机最基本的操作单元是字节，一个字节由8个位组成，一个位只能存储一个0。

这篇文章主要介绍了PHP中怎么使用位运算实现加减乘除运算，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

计算机最基本的操作单元是字节，一个字节由8个位组成，一个位只能存储一个0或1。所有数据在计算机中都是采用二进制，即 1 和 0 的编码存储和运算。

这次尝试在 PHP 中使用位运算实现四则运算，首先介绍一些基本概念：

原码：将最高位作为符号位(0表示正，1表示负)，其它数字位代表数值本身的绝对值

反码：正数反码和原码一样；如果是负数，符号位不变，其余各位取反

补码：正数补码和原码一样；负数补码为反码加 1

计算机中的数使用 补码 的形式存储

⒈ 加法

二进制中只有 0 和 1，0 + 0、0 + 1 都不需要进位，但 1 + 1 则需要进位。所以，首先通过 抑或 运算得到不需要进位的那些位相加的结果。然后进行 与 运算，当相加的两位都为 1 时结果为 1。所以如果与运算的结果大于 0 说明需要进位，此时将与运算的结果按位左移 1 位，此时将左移的结果与抑或运算得到的结果重新进行上述的运算过程，直到与运算的结果为 0。

<?php

functionadd($summand,$addend)
{
$sum=$summand^$addend;
//判断进位
$carry=$summand&$addend;

while($carry<<=1){
$summand=$sum;
$addend=$carry;

$sum=$summand^$addend;
$carry=$summand&$addend;
}

return$sum;
}

⒉ 减法

减法可以看作是减数为负数的加法，例如 2 - 1 可以看作是 2 + （-1）。

<?php
require'addition.php';

functionsubtract($minuend,$subtrahend)
{
//先求得减数的补码，然后求和
$subtrahend=add(~$subtrahend,1);

returnadd($minuend,$subtrahend);
}

⒊ 乘法

乘法也可以看作是加法的变种，例如 m * n 可以看作是 n 个 m 相加的结果。但乘法使用位运算还有更快捷的实现方式。例如 3 * 10：3 的二进制表示为 0011，10 的二进制表示为 1010

0 0 1 1

× 1 0 1 0

————————————

0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 0 0

————————————

0 0 1 1 1 1 0

由上图可以看出，乘法计算的结果为：当乘数的位的值为 1 时，将被乘数按位左移相应的位数，最后将这些按位左移后得到的结果相加及时最后的结果。

<?php
require'addition.php';

functionmultiply($multippcand,$multippcator)
{
//判断符号位
$flag=($multippcand^$multippcator)<0?false:true;
//被乘数和乘数取绝对值
$multippcand=$multippcand<0?add(~$multippcand,1):$multippcand;
$multippcator=$multippcator<0?add(~$multippcator,1):$multippcator;

$product=0;
$multippcator=decbin($multippcator);
$length=strlen($multippcator);

for($i=0;$i<$length;$i++){
if($multippcator[$i]){
$product+=$multippcand<<$length-$i-1;
}
}

if(!$flag){
$product=add(~$product,1);
}

return$product;
}

⒋ 除法

同乘法类似，除法可以看作是被除数可以减去多少个除数。

<?php
require'addition.php';

functiondivide($dividend,$divisor)
{
//判断符号位
$flag=($dividend^$divisor)<0?false:true;
//取得被除数符号位
$dividend_flag=$dividend<0?false:true;
//取绝对值
$dividend=$dividend<0?add(~$dividend,1):$dividend;
$divisor=$divisor<0?add(~$divisor,1):$divisor;

$quotient=0;
$remainder=0;

if($dividend<$divisor){
//被除数小于除数的情况
$remainder=$dividend;
return'quotient='.$quotient.'remainder='.$remainder;
}

while($dividend>=$divisor){
$i=0;
$mul_divisor=$divisor;

while($dividend>=($mul_divisor<<1)){
$i++;
$mul_divisor<<=1;
}

$dividend-=$mul_divisor;
$quotient+=1<<$i;
}

$remainder=$dividend;
if(!$flag){
$quotient=add(~$quotient,1);
}
if(!$dividend_flag){
$remainder=add(~$remainder,1);
}

return'quotient='.$quotient.'remainder='.$remainder;
}

以上。

需要指出的是，上面的代码在实现过成功并没有考虑数据的溢出。两个很大的数相加可能会溢出；正数减负数也可能溢出；两个大数相乘也会溢出；任何数除以 0 都会溢出。

感谢你能够认真阅读完这篇文章，希望小编分享的“PHP中怎么使用位运算实现加减乘除运算”这篇文章对大家有帮助，同时也希望大家多多支持编程，关注编程行业资讯频道，更多相关知识等着你来学习!

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