浅谈PHP中如何使用位运算实现加减乘除运算

概述浅谈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。

计算机最基本的 *** 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    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);    }

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';    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》 总结

以上是编程之家为你收集整理的浅谈PHP中如何使用位运算实现加减乘除运算全部内容，希望文章能够帮你解决浅谈PHP中如何使用位运算实现加减乘除运算所遇到的程序开发问题。

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