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如何获得 C 中 64 位整数乘法的高位部分?

Linda Hamilton
发布: 2024-11-12 13:09:02
原创
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How can you obtain the high part of a 64-bit integer multiplication in C  ?

获取 64 位整数乘法的高位部分

在 C 中,如果 i 和 j 是 64 位无符号整数,则 i * j 产生其乘积的低 64 位,即 (i * j) mod 2^64。要获得乘积的较高部分,请考虑以下方法:

使用 128 位乘法:

如果编译器支持 128 位整数(例如 __uint128_t ),执行 128 位乘法并提取高 64 位是最有效的方法。

YAK 的方法(使用 32 位乘法):

这涉及将每个 64 位整数分成两个 32 位半数,使用 64 位乘法运算将它们相乘,然后组合结果:

uint64_t a_lo = uint32_t(a);
uint64_t a_hi = a >> 32;
uint64_t b_lo = uint32_t(b);
uint64_t b_hi = b >> 32;

uint64_t multhi = a_hi * b_hi + (a_hi * b_lo >> 32) + (b_hi * a_lo >> 32) + a_lo * b_lo;
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处理溢出:

但是,上述计算执行的是 128 位运算,可能会导致溢出。为了在限制为 64 位算术时处理此问题,以下实现会针对溢出进行调整:

uint64_t a_x_b_hi = a_hi * b_hi;
uint64_t a_x_b_mid = a_hi * b_lo;
uint64_t b_x_a_mid = b_hi * a_lo;
uint64_t a_x_b_lo = a_lo * b_lo;

uint64_t carry_bit = ((uint32_t)a_x_b_mid + (uint32_t)b_x_a_mid + (a_x_b_lo >> 32)) >> 32;

uint64_t multhi = a_x_b_hi + (a_x_b_mid >> 32) + (b_x_a_mid >> 32) + carry_bit;
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注意: 如果可以接受高 64 位中的 1 位错误,则进位位的计算可以省略。

以上是如何获得 C 中 64 位整数乘法的高位部分?的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

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