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二进制算法主要包括以下几种类型,涵盖基础运算和扩展应用:
一、基础算术运算算法
- 规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢二进一)
- 示例:1101 + 1011 = 11000(二进制)
减法运算
- 规则:0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借一当二)
- 示例:1101 - 1011 = 0010(二进制)
乘法运算
- 规则:0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
- 示例:1001 × 1010 = 1011010(二进制)
除法运算
- 规则:0÷1=0,1÷1=1
- 示例:1010 ÷ 101 = 10(二进制)
二、特殊运算算法
模加法(异或运算)
- 规则:0⊕0=0,0⊕1=1,1⊕0=1,1⊕1=0
- 示例:1101 ⊕ 1011 = 0110(二进制)
模减法(异或运算的补码形式)
- 通过加法实现:0-1=1,1-0=1,1-1=0
- 示例:1101 - 1011 = 0010(二进制)
三、逻辑运算算法
与运算(AND)
- 规则:1&1=1,1&0=0,0&1=0,0&0=0
- 示例:1101 & 1010 = 1000(二进制)
或运算(OR)
- 规则:1|1=1,1|0=1,0|1=1,0|0=0
- 示例:1101 | 1010 = 1111(二进制)
非运算(NOT)
- 规则:¬0=1,¬1=0
- 示例:¬1010 = 0101(二进制)
异或运算(XOR)
- 规则:1^1=0,1^0=1,0^1=1,0^0=0
- 示例:1101 ^ 1010 = 0111(二进制)
四、其他应用领域
位操作:
如左移(乘以2)、右移(除以2)等
编码与解码:如ASCII、Unicode等字符编码
计算机底层:硬件电路中的开关状态表示
二进制算法的核心是“逢二进一”的进位规则和“借一当二”的借位机制,这些规则通过逻辑门电路实现,是计算机硬件和软件的基础。