js 计算器代码（JS加法器模拟）

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

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 * 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 * 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);

我们以 4 bit 存储数字，并以最高位作为符号位

• 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