浅谈PHP中如何使用位运算实现加减乘除运算

PHP如何使用位运算实现四则运算？本篇文章给大家介绍一下在PHP中使用位运算实现四则运算（加减乘除运算）的方法。

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

    function add($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';

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

   return add($minuend, $subtrahend);
    }

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';

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

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

   for ($i = 0; $i < $length; $i ++) {
  if ($multiplicator[$i]) {
 $product += $multiplicand << $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';

    function divide($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。

推荐学习：《PHP视频教程》

以上就是浅谈PHP中如何使用位运算实现加减乘除运算的详细内容！

查看更多关于浅谈PHP中如何使用位运算实现加减乘除运算的详细内容...

声明：本文来自网络，不代表【好得很程序员自学网】立场，转载请注明出处：http://haodehen.cn/did38000