位运算实现乘法运算

在回答本问题之前,先学习一些有关位运算的知识。

(1) 常用的等式: -n=~(n-1)=~n+1

(2) 获取整数n的二进制中最后一个1: n&~(n-1)或者n&(-n)。例如n=010100,则-n=101100,n&(-n)=000100。

(3) 去掉整数n的二进制中最后一个1: n&(n-1)。例如n=010100,n-1=010011,则n&(n-1)=010000。

注:对n为正数或者负数都适用。

先看一个实例:1011*1010,因为二进制运算的特殊性,可以将该乘法运算表达式拆分成两个运算,1011*0010于1011*1000的和。而对于二进制运算,左移一位,等价于乘以0010,左移三位,等价于乘以1000,所以两者的乘积为10110于1011000的和,即为1101110.

因而乘法可以通过一系列的移位和加法运算完成。最后一个1通过n&~(n-1)求得,可通过n&(n-1)去掉最后一个1,为了高效的得到左移的位数,可提前计算一个map。算法如下,所示:

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int multiply(int a,int b){
	bool neg=(b<0);
	if(b<0)
		b=-b;
	int sum=0;
	map bits;
	for(int i=0;i<31;i++){
		bits.insert(pair(1<0){//循环条件
		int bitshift=bits[b&~(b-1)];//获取移位的次数
		sum+=a<


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