[JS 加法器模拟，实现
半加器 全加器 波纹进位加法器 全部代码 补码 & 减法 常规位运算
位运算 & 简单的 assert 断言
// 常规位运算 // https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/Bitwise_Operators const AND = (a, b) => a & b; const OR = (a, b) => a | b; const XOR = (a, b) => a ^ b; const NOT = a => ~a;
// Fake Node Assert Lib
const assert = {
deepEqual: (a, b) => {
if (a.toString() === b.toString()) return;
throw new Error(Not Equal: ${a} ${b});
}
}
半加器
电路逻辑 电路简要 2925864000-59c26f8739c14_articlex /**
- 半加器
- 两个 bit 输入，输出数组 [进位，和]
- 如：
- 1,1 => [1, 0]
- @param {bit} a 输入
- @param {bit} b 输入 */ const HalfAdder = (a, b) => [a & b, a ^ b];
// 半加器测试 assert.deepEqual(HalfAdder(0, 0), [0, 0]); assert.deepEqual(HalfAdder(0, 1), [0, 1]); assert.deepEqual(HalfAdder(1, 0), [0, 1]); assert.deepEqual(HalfAdder(1, 1), [1, 0]);
全加器
电路逻辑 电路简要 1582983175-59c4f8cba758f_articlex 概要表示 概要表示 1389585610-59c4fadd78a21_articlex /**
- 全加器
- 两个 bit 输入，和进位输入，输出数组 [进位，和]
- 如：
- 0,1,1 => [1, 0]
- @param {bit} a 输入
- @param {bit} b 输入
- @param {bit} c 进位输入 */ const FullAdder = (a, b, c) => { var t1 = HalfAdder(a, b); var t2 = HalfAdder(t1[1], c); return [t1[0] | t2[0], t2[1]]; }
// 全加器测试 assert.deepEqual(FullAdder(0, 0, 0), [0, 0]);
assert.deepEqual(FullAdder(1, 0, 0), [0, 1]); assert.deepEqual(FullAdder(0, 1, 0), [0, 1]); assert.deepEqual(FullAdder(0, 0, 1), [0, 1]);
assert.deepEqual(FullAdder(1, 1, 0), [1, 0]); assert.deepEqual(FullAdder(1, 0, 1), [1, 0]); assert.deepEqual(FullAdder(0, 1, 1), [1, 0]);
assert.deepEqual(FullAdder(1, 1, 1), [1, 1]);
波纹进位加法器
简要图 简要图2 2836940239-59c4fc94cfd72_articlex 常见芯片表示 2258042274-59c4fcf46f94e_articlex
/**
- 波纹加法器， 4 位加法器
- 如：
- [0, 1, 0, 1],[0, 1, 0, 1] => [1, 0, 1, 0]
- @param {Array<Number>} a 4位 bit 输入数组，如：[0, 1, 0, 1]
- @param {Array<Number>} b 4位 bit 输入数组，如：[0, 1, 0, 1]
- @returns {Array<Number>} */ const RippleCarryAdder = (a, b) => { let carry = 0; let bit = 3; let result = [];
while(bit >= 0) { let temp = FullAdder(a[bit], b[bit], carry); carry = temp[0]; result.push(temp[1]);
bit--;
}
return result.reverse(); }
/**
- 将数字转成 4 位二进制数组
- 如：
- 1 => [0, 0, 0, 1]
- 3 => [0, 0, 1, 1]
- @param {Number} a 数字
- @returns {Array<Number>} */ const to4Bit = a => ( a.toString(2) .split('') .reverse() .concat(Array(4).fill('0')) .slice(0,4) .reverse() .map(i => +i) );
/**
- 将二进制字符串转为数字
- 如：
- '1010' => 10
- @param {String} a 4 位二进制字符串
- @returns {Number} */ const from4Bit = a => parseInt(a, 2);
/**
- 加法简写工具
- @param {Number} a 输入
- @param {Number} b 输入 */ const helper = (a, b) => ( from4Bit(RippleCarryAdder( to4Bit(a), to4Bit(b) ).join('')) )
assert.deepEqual(helper(0, 0), 0); assert.deepEqual(helper(1, 1), 2); assert.deepEqual(helper(1, 2), 3); assert.deepEqual(helper(2, 2), 4); assert.deepEqual(helper(3, 5), 8); assert.deepEqual(helper(1, 14), 15);
// 9 + 14 为 23，但由于我们写的是 4 位加法器，所以有溢出 // 最终的结果需要 mod 0x10（也就是 16） assert.deepEqual(helper(9, 14), 23 % 0x10); assert.deepEqual(helper(9, 14), 7);
全部代码
Github 地址
关于补码 & 减法
我们以 4 bit 存储数字，并以最高位作为符号位
数字 原码 反码 补码 非溢出的十进制 2 0010 0010 0010 2 -1 1001 1110 1111 15 -3 1011 1100 1101 13 2 - 1 = 2 + (- 1) = 0010（补）+ 1111（补）= 0010（补）= 17 % 16 = 1 2 - 3 = 2 + (- 3) = 0010（补）+ 1101（补）= 1111（补）= 15 % 16 = -1 References
计算机中加法的实现 加法器 更多文章访问：zhoukekestar.github.io/notes请添加链接描述](http://click.aliyun.com/m/50069/)
