如何用指定功能的科学计算器模拟实现按位与/按位或?
问题背景
我们需要使用一台具备以下特性的理想化科学计算器:
- 无直接位运算与进制转换支持
- 完全支持四则运算(+、-、*、/)
- 完全支持三角函数(弧度制)、对数、幂运算、开方
- 支持括号与PEMDAS运算顺序
- 支持ceil、floor、truncate、绝对值、sign、modulo等分段函数
- 具备寄存器存储/调用功能,且有足够精度处理运算
核心任务
仅借助该计算器,计算任意两个非负整数的按位与(bitwise "and")或按位或(bitwise "or"),要求算法为O(1)固定步骤,不可循环处理单个二进制位。
已知可用工具与关系
- 按位非实现:动态位宽下使用公式
2^ceil(log(input+1)/log(2)) - input - 1;固定位宽下使用2^bitWidth - input - 1 - 左移实现:
input*2 - 运算关系:
a+b == a⋁b当且仅当a⋀b==0,但尝试通过加法实现按位或时卡在进位检测与修正环节
宽松约束
- 算法对无效输入可返回无意义结果
- 仅处理非负整数输入
- 假设计算器精度足够,无浮点舍入误差
动机
已知经典数学运算可通过位运算实现,现验证反向是否成立;实现按位与/或后可推导所有位运算。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者HappMacDonald
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