2021年10月21日 计组+数据结构

1. 定点数的加减运算

1.1 原码以及补码的加减法运算

全部转换为对应的加法运算，注意负数补码如何快速转变为原码

 1.2 三种方法判断溢出

第一种方法：使用与或非门进行判断

 第二种方法：使用最高位的进位和符号位的进位判断

 

第三种方法：使用双符号位进行判断

2. 定点数的乘法运算

以-0.1101和0.1011相乘为例

3. 定点数的除法运算

两种方法，恢复余数法以及加减交替法（不恢复余数法） 

以0.1011除以0.1101为例（机器字长5位）

 

4. 数组模拟单向队列

package com.yan.DataStructures.Queue;

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        测试
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
//        接收用户输入
        char key = ' ';
//        创建Scanner对象
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
//        输出一个菜单
        while(loop)
        {
            System.out.println("s(show)：显示队列");
            System.out.println("e(exit)：退出程序");
            System.out.println("a(add)：添加数据到队列");
            System.out.println("g(get)：从队列取出数据");
            System.out.println("h(head)：查看队列头的数据");

//            接收用户输入的字符
            key = scanner.next().charAt(0);

            switch (key)
            {
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入想添加的数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
                    }
                    catch (Exception e)
                    {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    int res = queue.headQueue();
                    System.out.printf("队列的头数据是%d\n", res);
                    break;
                case 'e':
//                    关闭scanner
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }

        System.out.println("程序已退出！");

    }
}

//使用数组模拟队列-编写一个ArrayQueue类
class ArrayQueue
{
//    数组最大容量、队列头、队列尾，用于存放数据的数组
    private int maxSize;
//    队列头指向第一个元素之前
    private int front;
//    队列尾指向最后一个元素
    private int rear;
    private int[] arr;

//    创建队列的构造器
    public ArrayQueue(int arrMaxSize)
    {
        this.maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[this.maxSize];
        front = -1;
        rear = -1;
    }

//    判断队列是否满
    public boolean isFull()
    {
        return rear == maxSize-1;
    }

//    判断队列是否为空
    public boolean isEmpty()
    {
        return rear == front;
    }

//    1.添加数据到队列
    public void addQueue(int k)
    {
//        先判断队列是否满
        if(isFull())
        {
            System.out.println("队列已满！");
            return;
        }

        rear++;
        arr[rear] = k;
    }

//    2.数据出队
    public int getQueue()
    {
        if(isEmpty())
        {
//            通过抛出异常来处理
            throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据！");
        }

        front++;
        return arr[front];
    }

//    3.显示队列的所有数据
    public void showQueue()
    {
        if(isEmpty())
        {
            System.out.println("队列为空，没有数据！");
            return;
        }

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
        }
    }

//    4.显示队列的头数据（不是取数据）
    public int headQueue()
    {
        if(isEmpty())
        {
            System.out.println("队列为空，没有头数据！");
            return 0;
        }

        return arr[front + 1];
    }

}

5. 总结

  1. 注意定点数的加减乘除运算在硬件层面是如何实现的

  2. 注意在加减乘除运算中，控制单元里面的ALU，寄存器x，寄存器ACC，寄存器MQ是如何交互的

  3. 单向队列没有实现队列的复用，需要优化成环向队列