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js如何重写系统乘法

小老鼠

发布： 2024-10-23 08:52:12

原创

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在 JavaScript 中，我们可以使用以下方法重写系统乘法以提高性能：位移实现乘法（整数）查表实现乘法（小整数）Karatsuba 算法实现乘法（大整数）需考虑负数、浮点数和数字大小等注意事项，选择方法应根据特定用例和性能要求。

js如何重写系统乘法

如何使用 JavaScript 重写系统乘法

在 JavaScript 中，系统乘法运算符（*）进行数字乘法计算。然而，对于某些特定的用例，重写系统乘法可以带来性能提升。

通过位移实现乘法

对于整数，我们可以通过位移运算符（<<、>>）实现乘法。对于乘以 2 的幂，位移运算符可以将数字左移相应的位数，这等同于乘以 2 的幂。例如：

<code class="javascript">const number = 10;
const result = number << 2; // 等同于 number * 4</code>

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通过查表实现乘法

对于小整数的乘法，我们可以创建查找表，其中包含预先计算的乘积。当需要乘法时，我们可以直接查表获取结果。这可以消除乘法计算的开销，提高性能。

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<code class="javascript">const multiplicationTable = [];

// 填充查找表
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  for (let j = 0; j < 10; j++) {
    multiplicationTable[i * j] = i * j;
  }
}

// 使用查找表进行乘法
const number1 = 5;
const number2 = 7;
const result = multiplicationTable[number1 * number2];</code>

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通过 Karatsuba 算法实现乘法

Karatsuba 算法是一种递归算法，用于快速计算大整数的乘积。该算法将两个 n 位数分解为较小部分，分别进行乘法计算后再合并结果。

<code class="javascript">function karatsuba(x, y) {
  // 判断递归终止条件
  if (x.length === 1 || y.length === 1) {
    return x * y;
  }

  // 分解数字
  const n = Math.max(x.length, y.length);
  const m = Math.floor(n / 2);

  const x0 = x.slice(0, m);
  const x1 = x.slice(m);
  const y0 = y.slice(0, m);
  const y1 = y.slice(m);

  // 分别计算乘积
  const z0 = karatsuba(x0, y0);
  const z1 = karatsuba(x1, y1);
  const z2 = karatsuba((BigInt(x0) + BigInt(x1)), (BigInt(y0) + BigInt(y1)));

  // 合并结果
  return (z2 - z0 - z1) << m + z1 << (m << 1) + z0;
}</code>

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注意事项

重写系统乘法时，需要考虑以下注意事项：