lintcode414- Divide Two Integers- medium ※

本文介绍了一种不使用乘法、除法和取模运算符实现整数除法的算法。通过将除数左移(乘2)并与被除数进行比较,找到最接近但不大于被除数的值,并递归计算其余部分。文章提供了详细的实现思路和示例代码。

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Divide two integers without using multiplication, division and mod operator.

If it is overflow, return 2147483647

 

Example

Given dividend = 100 and divisor = 9, return 11.

 

基本思想就是把除数向左移位(×2)然后与被除数比较,直到发现恰好仅次于被除数的那个值,减去该值后递归继续。

除法的答案就是每次得到shift位移后把1向左移位同样的距离,加起来。(除数向左移位,相当于(除数*1)向左移位,相当于除数*(1向左移位))。

1.这题细节非常多,主要在正负计算,计算过程int越界,答案本身int越界,除数为0的问题。数值处理的题目这几个都很重要。

2.处理越界一个简单的方法是转化为long来计算,切记这个常用方法!不过这道题最负数和-1还是不能这样解决,因为最后输出定死了int,所以这个case不能解决,要if做。

3.negative的处理学学样例,isNegative是布尔类型,直接赋值即可不要if。最后返回的时候可以用?符号来简单处理。

4.int 转 long得这样写:long a = Math.abs((long)dividend); 里面的long不加的话 -2...8会变不了正的,因为Math.abs(int)函数当输入-2...8时输出-2...8。

5. << 优先级比 <, == 高,所以可以写divisor << shift < dividend 这种。

 

样例代码:

    /**
     * 本参考程序来自九章算法,由 @九章算法 提供。版权所有,转发请注明出处。
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     */ 

public class Solution {
    /**
     * @param dividend the dividend
     * @param divisor the divisor
     * @return the result
     */
    public int divide(int dividend, int divisor) {
        if (divisor == 0) {
             return dividend >= 0? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
        }
        
        if (dividend == 0) {
            return 0;
        }
        
        if (dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == -1) {
            return Integer.MAX_VALUE;
        }
        
        boolean isNegative = (dividend < 0 && divisor > 0) || 
                             (dividend > 0 && divisor < 0);
                             
        long a = Math.abs((long)dividend);
        long b = Math.abs((long)divisor);
        int result = 0;
        while(a >= b){
            int shift = 0;
            while(a >= (b << shift)){
                shift++;
            }
            a -= b << (shift - 1);
            result += 1 << (shift - 1);
        }
        return isNegative? -result: result;
    }
}

 

自己写的:

public class Solution {
    /*
     * @param dividend: the dividend
     * @param divisor: the divisor
     * @return: the result
     */
    public int divide(int dividend, int divisor) {
        // !!!处理溢出
        if (divisor == 0 || dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == -1){
            return Integer.MAX_VALUE;
        }
        
        if (dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == 1){
            return Integer.MIN_VALUE;
        }
        // !!!处理负数
        boolean isNegative = false;
        if (dividend < 0 && divisor > 0 || dividend > 0 && divisor < 0){
            isNegative = true;
        }
        long dividendL = Math.abs((long)dividend);
        long divisorL = Math.abs((long)divisor);
        
        int result = 0;
        long sum = 0;
        int currentIdx = findIdx(dividendL, divisorL);

        while (currentIdx >= 0){
            result += 1 << currentIdx;
            sum += divisorL << currentIdx;
            currentIdx = findIdx(dividendL - sum, divisorL);
        }

        return isNegative? -result : result;
    }

    // return the exact index n so divisor * 2^n <= dividend < divisor * 2^(n + 1).
    // if dividend < divisor, return -1.
    private int findIdx(long dividend, long divisor){
        int index = 0;

        while ((divisor << index) <= dividend){
            index++;
        }
        index--;

        return index;
    }
}

 

转载于:https://www.cnblogs.com/jasminemzy/p/7594791.html

<think>首先,用户的问题是关于create_generated_clock命令中-divide_by 2 [get_pins {buf15/Z}]的具体含义。用户想理解这个部分的作用。 从系统指令中,我需要遵守格式要求: - 行内数学表达式用$...$,比如变量。 - 独立公式用$$...$$并单独成段。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 引用的段落末尾添加引用标识。 - 回答结构清晰,逐步解决问题。 参考站内引用: - [^1] 解释了create_generated_clock命令的一个例子,包括-edges和-edge_shift。 - [^2] 展示了创建时钟MUX的例子,包括声明输入和输出时钟。 - [^3] 给出了另一个例子,使用-multiply_by和-add。 - [^4] 讨论了使用生成的时钟来指定时钟路径,以避免PrimeTime中的问题。 用户的问题核心是-divide_by选项。在create_generated_clock命令中,-divide_by用于指定时钟分频因子。意思是生成的时钟频率是源时钟频率除以这个值。 具体到用户的问题:-divide_by 2 [get_pins {buf15/Z}] 表示在引脚buf15/Z处创建一个生成的时钟,其频率是源时钟频率的一半。也就是说,它定义了一个分频时钟,分频比为2。 我需要一步步解释: 1. create_generated_clock命令的作用:用于定义基于现有时钟(源时钟)生成的时钟信号。 2. -divide_by选项:指定分频因子。如果-divide_by 2,则生成的时钟周期是源时钟周期的2倍,频率减半。 3. [get_pins {buf15/Z}]:指定生成的时钟的位置,即在buf15单元的Z引脚上。 在用户提供的引用中: - 引用[^3] 有-multiply_by,类似但相反;-divide_by是分频。 - 引用[^4] 提到了-divide_by 1,用于创建组合时钟。 所以,在我的回答中,我需要: - 解释-divide_by的作用。 - 给出示例。 - 确保回答真实可靠,基于参考内容。 结构回答: 1. 先介绍create_generated_clock命令。 2. 然后解释-divide_by选项。 3. 具体针对用户的例子:-divide_by 2 [get_pins {buf15/Z}]。 4. 添加引用标识。 生成相关问题:基于主题,提出相关问题。 最后,使用中文回答。</think>### create_generated_clock命令中-divide_by选项的详解 在数字电路时序约束中,`create_generated_clock`命令用于定义基于现有时钟(源时钟)生成的时钟信号。这些生成的时钟通常用于描述时钟分频器、时钟门控或多路复用器(MUX)的输出。用户询问的`-divide_by 2 [get_pins {buf15/Z}]`部分是该命令的一个关键选项,用于指定时钟分频行为。下面我将逐步解释其含义和作用,确保回答基于可靠的时序约束原理和参考内容。 #### 1. **create_generated_clock命令的基本作用** - `create_generated_clock`命令创建一个新的时钟信号,该信号派生自一个现有的源时钟(通过`-source`选项指定)。 - 生成的时钟用于时序分析工具(如PrimeTime)中,以精确建模时钟树的分支、分频或门控行为,避免分析错误[^4]。 - 基本语法示例: ```tcl create_generated_clock -name <clock_name> -source <source_pin> [options] <target_pin> ``` 其中: - `-name`:定义生成的时钟名称。 - `-source`:指定源时钟的引脚或端口。 - `<target_pin>`:生成的时钟位置(如`[get_pins {buf15/Z}]`表示在缓冲器buf15的输出引脚Z上)。 - `options`:包括`-divide_by`、`-multiply_by`等,用于定义频率变换。 #### 2. **-divide_by选项的具体含义** - `-divide_by`选项用于指定时钟分频因子。它表示生成的时钟频率是源时钟频率的$1/N$,其中$N$是分频值。 - 数学上,如果源时钟周期为$T_{\text{source}}$,则生成的时钟周期为$T_{\text{generated}} = N \times T_{\text{source}}$。 - 例如,`-divide_by 2`表示分频比为2:生成的时钟频率减半,周期加倍。 - 为什么需要`-divide_by`?在时钟树中,分频器(如D触发器或计数器)会输出一个较慢的时钟。如果不显式定义,时序工具可能无法正确分析路径延迟,导致悲观或乐观的时序报告[^4]。 - 在用户例子中,`-divide_by 2 [get_pins {buf15/Z}]`的含义: - `-divide_by 2`:分频因子为2,生成的时钟频率是源时钟的一半。 - `[get_pins {buf15/Z}]`:目标引脚是buf15的Z引脚(输出端)。这通常是一个缓冲器或分频器的输出点。 - 整体作用:在buf15/Z引脚上创建一个新时钟,其周期是源时钟的2倍。例如,如果源时钟频率是100 MHz,生成的时钟频率为50 MHz。 #### 3. **实际应用示例和场景** - 参考引用[^3]中的类似用法:`-multiply_by 2`用于倍频(频率加倍),而`-divide_by`是其逆操作(频率减半)。 - 假设一个简单电路: - 源时钟定义:`create_clock -period 10 -name clk [get_ports clk]`(周期10 ns,频率100 MHz)。 - 在buf15的输出引脚创建分频时钟: ```tcl create_generated_clock -name gen_clk_div2 -source [get_ports clk] -divide_by 2 [get_pins {buf15/Z}] ``` - 结果:在buf15/Z处,`gen_clk_div2`的周期变为20 ns(频率50 MHz)。 - 为什么在buf15/Z上定义?buf15可能是一个时钟缓冲器或分频逻辑的输出点。定义生成的时钟后,时序工具能正确分析从该点开始的路径(如到下游寄存器的setup/hold时间)[^4]。 - 注意事项: - `-divide_by`必须`-source`配合使用,确保源时钟已定义。 - 如果分频逻辑涉及边沿(如上升沿分频),可能需要`-edges`选项(见引用[^1]),但`-divide_by`更简洁,适用于整数分频。 - 在MUX或时钟切换场景中,还需用`set_clock_groups`定义时钟关系(见引用[^2])。 #### 4. **常见错误和最佳实践** - 错误示例:如果省略`-divide_by`,工具可能默认不分频,导致时序分析错误(如高估频率)。 - 最佳实践: - 始终验证源时钟:确保`-source`引用的时钟已通过`create_clock`定义。 - 结合其他选项:在复杂时钟树中,可能需要`-add`选项允许多个生成的时钟共存(见引用[^1][^2])。 - 时序报告:使用`report_timing -from [get_clocks gen_clk_div2]`检查生成时钟的路径(参考引用[^4])。 - 引用支持:PrimeTime等工具会优先使用生成的时钟路径进行最小/最大延迟计算,避免未定义路径问题[^4]。 总之,`-divide_by 2 [get_pins {buf15/Z}]`在`create_generated_clock`命令中定义了一个分频时钟,将源时钟频率减半,并在buf15/Z引脚生效。这确保了时序分析的准确性,特别适用于时钟分频器输出点的约束。
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