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二进制里carry是什么意思

发布时间:2025-05-03 11:35:21

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:

基本定义

二进制里carry是什么意思

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:使用公式 `(carry + ai + bi) mod 2`,其中`ai`和`bi`是当前位的值。

- 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。

应用场景

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- 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。

与溢出的区别

- 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)

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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)。

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