PHP nutzt Bitoperationen, um Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division von ganzen Zahlen zu implementieren und zu testen (Codebeispiel)

Der Inhalt dieses Artikels befasst sich mit der Verwendung von Bitoperationen zur Implementierung von Additionen, Subtraktionen, Multiplikationen und Divisionen von ganzen Zahlen (Codebeispiele). Ich hoffe, dass dies der Fall ist Dir helfen.

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: Mch
 * Date: 8/10/18
 * Time: 23:51
 * 只用位运算不用算数运算实现整数的 + - * /
 */
class Arithmetic {
    const MAX_INTEGER = 2147483647;
    const MIN_INTEGER = -2147483648;
    /**
     * @param int $a
     * @param int $b
     * @return int  $a + $b;
     */
    public static function add(int $a, int $b) : int {
        $sum = $a;
        while ($b) {
            $sum = $a ^ $b;       // 不考虑进位
            $b = ($a & $b) << 1;  //  只考虑进位
            $a = $sum;
        }
        return $sum;
    }

    /**
     * 相反数 <= 二进制表达取反+1(补码)
     * @param int $n
     * @return int
     */
    private static function negateNumber(int $n) : int {
        return self::add(~$n, 1);
    }

    /**
     * a-b = a + (-b)
     * @param int $a
     * @param int $b
     * @return int
     */
    public static function minus(int $a, int $b) : int {
        return self::add($a, self::negateNumber($b));
    }

    /**
     * @param int $a
     * @param int $b
     * @return int  $a * $b
     */
    public static function multiple(int $a, int $b) : int {
        $res = 0;
        while ($b) {
            if (($b & 1)) {
                $res = self::add($res, $a);
            }
            $a <<= 1;
            $b >>= 1;
        }
        return $res;
    }

    private static function isNegative(int $n) : bool {
        return $n < 0;
    }

    /**
     * a/b  a = MIN_INTEGER, b!=MIN_INTEGER ?
     * @param int $a
     * @param int $b
     * @return int
     */
    private static function p(int $a, int $b) : int {
        $x = self::isNegative($a) ? self::negateNumber($a) : $a;
        $y = self::isNegative($b) ? self::negateNumber($b) : $b;
        $res = 0;
        for ($i = 31; $i >-1; $i = self::minus($i, 1)) {
            if (($x >> $i)>=$y) {
                $res |= (1 << $i);
                $x = self::minus($x, $y<<$i);
            }
        }
        return self::isNegative($a) ^ self::isNegative($b) ? self::negateNumber($res):$res;
    }

    /**
     * @param int $a
     * @param int $b
     * @return int $a / $b
     */
    public static function pide(int $a, int $b) : int {
        if ($b === 0) {
            throw new RuntimeException("pisor is 0");
        }
        if ($a === self::MIN_INTEGER && $b === self::MIN_INTEGER) {
            return 1;
        } else if ($b === self::MIN_INTEGER) {
            return 0;
        } else if ($a === self::MIN_INTEGER) {
            $res = self::p(self::add($a, 1), $b);
            return self::add($res, self::p(self::minus($a, self::multiple($res, $b)), $b));
        } else {
            return self::p($a, $b);
        }
    }
}

TEST:

echo Arithmetic::add(1, 2).PHP_EOL;  // 3
echo Arithmetic::minus(10, 3).PHP_EOL;  // 7
echo Arithmetic::multiple(5, 3).PHP_EOL;  // 15
echo Arithmetic::pide(-2147483648, 1).PHP_EOL;  // -2147483648
echo Arithmetic::pide(-15, 3).PHP_EOL;  // -5

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