在二进制运算中, carry(进位)是加法运算中用于处理超出当前位值范围的进位值的机制。以下是具体说明:
Carry表示在二进制加法中,当某一位的和超过1时,需要向高位传递的进位值。例如,二进制`1 + 1 = 10`,其中`0`是当前位的结果,`1`是进位到下一位的值。
运算规则
- 逐位相加: 将两个二进制数的对应位相加,再加上前一位的进位值(初始为0)。 - 计算当前位结果
- 更新进位值:使用公式 `⌊(carry + ai + bi) / 2⌋` 作为下一位的进位值。
- 处理最高位进位:若最终进位值不为0,则需将其添加到结果的最前面。
- 二进制加法:
如LeetCode第67题“二进制求和”即通过carry实现逐位相加。
- 计算机硬件:在FPGA中,进位链(carry chain)由半加器和全加器组成,用于处理多位加法的进位。
- 进位(carry):
仅指加法运算中超出当前位范围的进位,结果仍为有符号数。
- 溢出(overflow):指加法结果超出有符号数表示范围(如8位二进制数超出-128到127),导致结果错误。
示例:计算`1010 + 1011`
逐位相加:
第1位:`0 + 1 + 0 = 1`(无进位)
第2位:`1 + 0 + 1 = 10`(当前位为0,进位1)
第3位:`0 + 1 + 0 + 1 = 10`(当前位为0,进位1)
第4位:`1 + 0 + 1 + 1 = 11`(当前位为1,进位1)
最终结果:`10101`(二进制)或`21`(十进制)。