JavaScript 添加二进制数组的算法

JavaScript 添加二进制数组的算法

在这个问题陈述中,我们的目标是使用JavaScript来添加两个二进制数组。所以我们将逐步分解问题以确保理解。

什么是二进制数组

二进制数组是表示二进制数的数组。在二进制数系统中,我们只有两个可能的数字,0和1。二进制数组的元素只能是0和1。数组中的每个项目都表示二进制数的一位。

例如,我们有一个二进制数组[1, 0, 1, 0]。这个数组表示二进制数1010。最左边的位1是最高有效位(MSB),最右边的位0是最低有效位(LSB)。二进制数组主要用于在编程语言中表示和执行二进制数相关的任务。

理解问题

问题是添加两个二进制数组。二进制数组是一个由只包含0和1的数字组成的数组。例如[1, 0, 1]这个数组也表示二进制数101。因此,我们需要创建一个算法来对两个二进制数组进行二进制加法运算。

给定问题的逻辑

由于我们需要构建一个算法,因此这个算法将以两个参数作为输入。这些输入将是二进制数组。为了将这些二进制数组相加,我们将从最右边的位开始,向最左边的位移动。然后,我们将用前一次加法的进位将数组中的对应位相加。输入数组array1和array2将分别表示两个二进制数。得到的和将是两个二进制数组相加的输出数组。

步骤

步骤1 :创建一个空数组,用于存储二进制数组相加的结果数组。

步骤2 :检查两个输入数组的长度是否相同。如果长度不相同,则我们需要创建一个长度较短的数组,并在前面填充零,以使它们的长度相等。这一步是必要的,因为二进制相加应该使用具有相同位数的数字来进行。

步骤3 :初始化一个进位变量,并将其值设置为零。进位表示在两个位相加等于2或更大时要进位到下一位的值。

步骤4 :从右到左遍历二进制数组。

步骤5 :在每次迭代中,我们将对两个数组的当前位进行相加。还通过取模2来计算结果的当前位。

步骤6 :通过对和除以2进行向下取整来计算新的进位。然后,我们将计算出的位插入到结果数组的开头。

步骤7 :检查是否还有剩余的进位。如果有,则将其插入到结果数组的开头。

步骤8 :最终结果数组将是二进制数组的和。

示例

//Function to add binary arrays
function addBinaryArrays(array1, array2) {
   const result = [];
   const length = Math.max(array1.length, array2.length);
   let carry = 0;

   while (array1.length < length) {
      array1.unshift(0);
   }
   while (array2.length < length) {
      array2.unshift(0);
   }

   // Perform binary addition
   for (let i = length - 1; i >= 0; i--) {
      const bitSum = array1[i] + array2[i] + carry;
      const bit = bitSum % 2;
      carry = Math.floor(bitSum / 2);
      result.unshift(bit);
   }

   // Add the remaining carry, if any
   if (carry > 0) {
      result.unshift(carry);
   }

   return result;
}

//Define binary arrays
const array1 = [1, 0, 1, 1];
const array2 = [1, 1, 1, 0];

const sum = addBinaryArrays(array1, array2);
console.log(sum);

输出

[ 1, 1, 0, 0, 1 ]

复杂度

该算法的时间复杂度为O(n),因为主循环从右到左迭代数组并执行常数时间操作。这里的n是最长输入数组的长度。空间复杂度也是O(n),因为结果数组存储了数组的和。

结论

我们创建的函数能够在JavaScript中将两个二进制数组相加。它还检查数组的长度是否相同,如果长度不同,则用较短的数组在前面补零。它逐位执行二进制相加。该函数的时间复杂度和空间复杂度均为O(n),适用于任意大小的二进制数组相加。

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