二进制乘除法运算原理

二进制乘除法运算原理二进制乘除法原理计算机所能完成的最基本操作是加减法和左右移。虽然ISA中一般都有MUL类指令,但是这些经过译码之后最终的元操作还是加法和移位指令。二进制乘法假设不能使用乘除运算求a×b的结果,当a=b=123时,最直接的方法是通过88个88相加。但是,我们不难发现这样的规律:123×123=(100+20+3)×123=(100×123)+(20×123)+(3…

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二进制乘除法原理

计算机所能完成的最基本操作是加减法和左右移。
虽然ISA中一般都有MUL类指令,但是这些经过译码之后最终的元操作还是加法和移位指令。

二进制乘法

假设不能使用乘除运算求a×b的结果,当a=b=123时,最直接的方法是通过88个88相加。但是,我们不难发现这样的规律:
123 × 123 = (100+20+3)×123 = (100×123) + (20 × 123) + (3 × 123)
因此,我们需要进行计算的次数为min(len(a), len(b))
根据这个原理,不难想出二进制的乘法运算:
0011 * 1001 = ( 0011 * 1000)+( 0011 * 0001)
注意,这时应该使用位移运算来取代乘法运算:
0011*1000 => 3<<3
0011 * 0001 => 3<<0

//不用乘除做整数乘法运算
int Mult(int a, int b){ 
   
	int ans = 0;
	for (int i = 0; i < 32; i++){ 
   
		ans += ( b & (1 << i) ? a << i : 0);
	}
	return ans;
}

二进制除法

二进制除法的原理与在十进制时差不多,但实现起来要比二进制乘法稍微复杂一些,先上一个例子(38除以6等于6余2):
在这里插入图片描述
我们从被除数的最高位开始,每步循环结束后被除数必定小于除数,然后通过位移的方式让被除数长度加1。

No. 运算 结果 余数
1 1/110 0 1
2 10/110 0 10
3 100/110 0 100
4 1000/0110 1 011
5 0111/0110 1 1
6 10/110 0 1
(个位数,循环结束)
//二进制除法运算
int Dvi(int a, int b){ 
   
	int ans = 0;
	for (int j = 31; j >= 0; j--){ 
   
		int tmp = a >> j;
		if (tmp >= b){ 
   
			ans = ans | (1 << j);
			a -= (b << j);
		}
	}
	return ans;
}

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