- iOS/Objective-C 元类和类别
- objective-c - -1001 错误,当 NSURLSession 通过 httpproxy 和/etc/hosts
- java - 使用网络类获取 url 地址
- ios - 推送通知中不播放声音
注:此题与Fastest way to calculate a 128-bit integer modulo a 64-bit integer不同。
这是一个 C# fiddle :
https://dotnetfiddle.net/QbLowb
给定伪代码:
UInt64 a = 9228496132430806238;
UInt32 d = 585741;
如何计算
UInt32 r = a % d?
当然,问题是我不在支持 UInt64
数据类型的编译器中。1 但我确实可以访问 Windows ULARGE_INTEGER
union :
typedef struct ULARGE_INTEGER {
DWORD LowPart;
DWORD HighPart;
};
这真的意味着我可以将上面的代码变成:
//9228496132430806238 = 0x80123456789ABCDE
UInt32 a = 0x80123456; //high part
UInt32 b = 0x789ABCDE; //low part
UInt32 r = 585741;
但现在是如何进行实际计算。我可以从纸笔长除法开始:
________________________
585741 ) 0x80123456 0x789ABCDE
为了更简单,我们可以在变量中工作:
现在我们完全使用 32 位无符号类型,我的编译器支持。
u1 = a / r; //integer truncation math
v1 = a % r; //modulus
But now i've brought myself to a standstill. Because now i have to calculate:
v1||b / r
In other words, I have to perform division of a 64-bit value, which is what i was unable to perform in the first place!
This must be a solved problem already. But the only questions i can find on Stackoverflow are people trying to calculate:
a^b mod n
or other cryptographically large multi-precision operations, or approximate floating point.
1But it does support Int64
, but i don't think that helps me
I was hoping for the generic solution to the performing modulus against a ULARGE_INTEGER
(and even LARGE_INTEGER
), in a compiler without native 64-bit support. That would be the correct, good, perfect, and ideal answer, which other people will be able to use when they need.
But there is also the reality of the problem i have. And it can lead to an answer that is generally not useful to anyone else:
I can check if a
is positive. If it is, i know my compiler's built-in support for Int64
will handle:
UInt32 r = a % d; //for a >= 0
然后是如何处理另一种情况:a
是否定的
UInt32 ModU64(ULARGE_INTEGER a, UInt32 d)
{
//Hack: Our compiler does support Int64, just not UInt64.
//Use that Int64 support if the high bit in a isn't set.
Int64 sa = (Int64)a.QuadPart;
if (sa >= 0)
return (sa % d);
//sa is negative. What to do...what to do.
//If we want to continue to work with 64-bit integers,
//we could now treat our number as two 64-bit signed values:
// a == (aHigh + aLow)
// aHigh = 0x8000000000000000
// aLow = 0x0fffffffffffffff
//
// a mod d = (aHigh + aLow) % d
// = ((aHigh % d) + (aLow % d)) % d //<--Is this even true!?
Int64 aLow = sa && 0x0fffffffffffffff;
Int64 aHigh = 0x8000000000000000;
UInt32 rLow = aLow % d; //remainder from low portion
UInt32 rHigh = aHigh % d; //this doesn't work, because it's "-1 mod d"
Int64 r = (rHigh + rLow) % d;
return d;
}
花了一段时间,但我终于得到了答案。我会把它作为答案发布;但是 Z29kIGZ1Y2tpbmcgZGFtbiBzcGVybSBidXJwaW5nIGNvY2tzdWNraW5nIHR3YXR3YWZmbGVz 人们错误地认为我的独特问题是完全重复的。
UInt32 ModU64(ULARGE_INTEGER a, UInt32 d)
{
//I have no idea if this overflows some intermediate calculations
UInt32 Al = a.LowPart;
UInt32 Ah = a.HighPart;
UInt32 remainder = (((Ah mod d) * ((0xFFFFFFFF - d) mod d)) + (Al mod d)) mod d;
return remainder;
}
最佳答案
我刚刚在这个相关的QA中更新了我的 ALU32 类代码:
作为CPU 为mul,div
汇编独立代码被要求。分隔线正在解决您的所有问题。然而,它使用的是二进制长除法,所以它比堆叠 32 位要简单一点 mul/mod/div
操作。这里是代码的相关部分:
void ALU32::div(DWORD &c,DWORD &d,DWORD ah,DWORD al,DWORD b)
{
DWORD ch,cl,bh,bl,h,l,mh,ml;
int e;
// edge cases
if (!b ){ c=0xFFFFFFFF; d=0xFFFFFFFF; cy=1; return; }
if (!ah){ c=al/b; d=al%b; cy=0; return; }
// align a,b for binary long division m is the shifted mask of b lsb
for (bl=b,bh=0,mh=0,ml=1;bh<0x80000000;)
{
e=0; if (ah>bh) e=+1; // e = cmp a,b {-1,0,+1}
else if (ah<bh) e=-1;
else if (al>bl) e=+1;
else if (al<bl) e=-1;
if (e<=0) break; // a<=b ?
shl(bl); rcl(bh); // b<<=1
shl(ml); rcl(mh); // m<<=1
}
// binary long division
for (ch=0,cl=0;;)
{
sub(l,al,bl); // a-b
sbc(h,ah,bh);
if (cy) // a<b ?
{
if (ml==1) break;
shr(mh); rcr(ml); // m>>=1
shr(bh); rcr(bl); // b>>=1
continue;
}
al=l; ah=h; // a>=b ?
add(cl,cl,ml); // c+=m
adc(ch,ch,mh);
}
cy=0; c=cl; d=al;
if ((ch)||(ah)) cy=1; // overflow
}
查看链接的QA,了解类和使用的子函数的描述。 a/b
背后的想法很简单:
定义
假设我们得到 64/64 位除法(模数将是部分积)并且想要使用 32 位算术:
(ah,al) / (bh,bl) = (ch,cl)
每个 64 位 QWORD 将被定义为高和低 32 位 DWORD。
对齐 a,b
就像纸上的计算除法一样,我们必须对齐 b
所以它划分a
所以找到sh
那:
(bh,bl)<<sh <= (ah,al)
(bh,bl)<<(sh+1) > (ah,al)
并计算m
所以
(mh,ml) = 1<<sh
注意以防万一bh>=0x80000000
停止转移,否则我们会溢出......
划分
设置结果c = 0
然后简单地减去 b
来自 a
同时 b>=a
.对于每个减法添加 m
至 c
.一次b>a
转移两者 b,m
右再次对齐。如果m==0
停止或 a==0
.
结果
c
将保留 64 位除法结果,因此使用 cl
同样a
保留余数,所以使用 al
作为您的模数结果。您可以检查是否 ch,ah
如果没有发生溢出则为零(因为结果大于 32 位)。对于被零除之类的边缘情况也是如此......
现在,如果你想要 64 位/32 位,只需设置 bh=0
... 为此,我需要 64 位操作 (+,-,<<,>>)
我通过使用 Carry 堆叠 32 位操作来做到这一点(这就是为什么首先创建我的 ALU32 类的原因)有关更多信息,请参见上面的链接。
关于algorithm - 如何计算 64 位无符号整数的模数?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/36823782/
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