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该方法向右移动目标位到最右边,即位数组的第0个位置上。然后在该数上与形如 0001
的二进制形式的数进行AND
操作。这会清理掉除了目标位的所有其它位的数据。如果目标位是1,那么结果就是1
,反之,结果是0
;
查看getBit.js了解更多细节。
该方法把1
向左移动了bitPosition
位,生成了一个二进制形如00100
的值。然后我们拿该值与目标数字进行OR
操作,就能把目标位设置位1
而不影响其它位。
查看setBit.js了解更多细节。
该方法把1
向左移动了bitPosition
位,生成了一个二进制形如00100
的值。然后反转每一位的数字,得到一个二进制形如11011
的值。接着与目标值进行AND
操作,就能清除掉目标位的值。
查看clearBit.js了解更多细节。
该方法组合了“Clear Bit”和“Set Bit”
查看updateBit.js了解更多细节。
该方法检测传入的number是否是偶数。它的实现基于奇数的最右边的位永远是1
这个事实。
Number: 5 = 0b0101
isEven: false
Number: 4 = 0b0100
isEven: true
查看isEven.js了解更多细节。
该方法检测传入的number是否是正数。它的实现基于正数最左边的位永远是0
这个事实。然而如果传入的number是0或者-0,它也应该返回false。
Number: 1 = 0b0001
isPositive: true
Number: -1 = -0b0001
isPositive: false
查看isPositive.js了解更多细节。
该方法将原始数字向左移动一位。因此所有位都将乘以2,因此数字本身也将乘以2。
Before the shift
Number: 0b0101 = 5
Powers of two: 0 + 2^2 + 0 + 2^0
After the shift
Number: 0b1010 = 10
Powers of two: 2^3 + 0 + 2^1 + 0
查看multiplyByTwo.js了解更多细节。
该方法将原始数字向右移动一位。因此所有位都将除以2,因此数字本身也将除以2,且不会产生余数。
Before the shift
Number: 0b0101 = 5
Powers of two: 0 + 2^2 + 0 + 2^0
After the shift
Number: 0b0010 = 2
Powers of two: 0 + 0 + 2^1 + 0
查看divideByTwo.js了解更多细节。
该方法将正数变成负数,反之亦然。为了做到这一点,它使用了“二进制补码”的方法,即取反所有位然后加1.
1101 -3
1110 -2
1111 -1
0000 0
0001 1
0010 2
0011 3
查看switchSign.js了解更多细节。
该方法使用位运算符计算两个有符号数的乘积。实现基于以下事实:
a * b 可以被改写成如下形式:
0 a为0,b为0,或者a,b都为0
2a * (b/2) b是偶数
2a * (b - 1)/2 + a b是奇数,正数
2a * (b + 1)/2 - a b是奇数,负数
这样转换的优势在于,递归的每一步,递归的操作数的值都减少了一半。因此,运行时的时间复杂度为O(log(b))
,其中b是在每个递归步骤上减少为一半的操作数。
查看multiply.js了解更多细节。
该方法使用位运算符计算两个无符号数的乘积。实现基于“每个数字都可以表示为一系列2的幂的和”。
逐位乘法的主要思想是,每个数字都可以拆分为两个乘方的和:
比如:
19 = 2^4 + 2^1 + 2^0
然后19
乘x
就等价于:
x * 19 = x * 2^4 + x * 2^1 + x * 2^0
接着我们应该意识到x*2^4
是等价于x
向左移动4
位(x << 4
)的;
查看multiplyUnsigned.js了解更多细节。
该方法使用位运算符对一个数字里设置为1
的位进行记数。主要方法是,把数字每次向右移动1位,然后使用&
操作符取出最右边一位的值,1
则记数加1,0
则不计。
Number: 5 = 0b0101
Count of set bits = 2
查看countSetBits.js了解更多细节。
该方法输出把一个数字转换为另一个数字所需要转换的位数。这利用了以下特性:当数字进行XOR
异或运算时,结果将是不同位数的数量(即异或的结果中所有被设置为1的位的数量)。
5 = 0b0101
1 = 0b0001
Count of Bits to be Flipped: 1
查看bitsDiff.js了解更多细节。
为了计算数字的有效位数,我们需要把1
每次向左移动一位,然后检查产生的值是否大于输入的数字。
5 = 0b0101
有效位数: 3
当我们把1向左移动4位的时候,会大于5.
查看bitLength.js了解更多细节。
该方法检测数字是否可以表示为2的幂。它使用了以下特性,我们定义powerNumber
是可以写成2的幂的形式的数(2,4,8,16 etc.)。然后我们会把powerNumber
和powerNumber - 1
进行&
操作,它会返回0
(如果该数字可以表示为2的幂)。
Number: 4 = 0b0100
Number: 3 = (4 - 1) = 0b0011
4 & 3 = 0b0100 & 0b0011 = 0b0000 <-- Equal to zero, is power of two.
Number: 10 = 0b01010
Number: 9 = (10 - 1) = 0b01001
10 & 9 = 0b01010 & 0b01001 = 0b01000 <-- Not equal to zero, not a power of two.
查看isPowerOfTwo.js了解更多细节。
该方法使用位运算符计算两个数的和。
它实现了完整的加法器电子电路逻辑,以补码的形式计算两个32位数字的和。它使用布尔逻辑来覆盖了两个位相加的所有情况:从前一位相加的时候,产没产生进位“carry bit”。
Legend:
A
: 数字A
B
: 数字B
ai
: 数字A
以二进制表示时的位下标bi
: 数字B
以二进制表示时的位下标carryIn
: 本次计算产生的进位carryOut
: 带入此次计算的进位bitSum
:ai
,bi
, 和carryIn
的和resultBin
: 当前计算的结果(二进制形式)resultDec
: 当前计算的结果(十进制形式)
A = 3: 011
B = 6: 110
┌──────┬────┬────┬─────────┬──────────┬─────────┬───────────┬───────────┐
│ bit │ ai │ bi │ carryIn │ carryOut │ bitSum │ resultBin │ resultDec │
├──────┼────┼────┼─────────┼──────────┼─────────┼───────────┼───────────┤
│ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │
│ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 0 │ 01 │ 1 │
│ 2 │ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 001 │ 1 │
│ 3 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1001 │ 9 │
└──────┴────┴────┴─────────┴──────────┴─────────┴───────────┴───────────┘
查看fullAdder.js了解更多细节。
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