square.txt
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上传日期:2007-01-12
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WINDOWS

  1. Squaring Algorithm
  2. When you are squaring a value, you can take advantage of the fact that
  3. half the multiplications performed by the more general multiplication
  4. algorithm (see 'mul.txt' for a description) are redundant when the
  5. multiplicand equals the multiplier.
  6. In particular, the modified algorithm is:
  7. k = 0
  8. for j <- 0 to (#a - 1)
  9.   w = c[2*j] + (a[j] ^ 2);
  10.   k = w div R
  11.   for i <- j+1 to (#a - 1)
  12.     w = (2 * a[j] * a[i]) + k + c[i+j]
  13.     c[i+j] = w mod R
  14.     k = w div R
  15.   endfor
  16.   c[i+j] = k;
  17.   k = 0;
  18. endfor
  19. On the surface, this looks identical to the multiplication algorithm;
  20. however, note the following differences:
  21.   - precomputation of the leading term in the outer loop
  22.   - i runs from j+1 instead of from zero
  23.   - doubling of a[i] * a[j] in the inner product
  24. Unfortunately, the construction of the inner product is such that we
  25. need more than two digits to represent the inner product, in some
  26. cases.  In a C implementation, this means that some gymnastics must be
  27. performed in order to handle overflow, for which C has no direct
  28. abstraction.  We do this by observing the following:
  29. If we have multiplied a[i] and a[j], and the product is more than half
  30. the maximum value expressible in two digits, then doubling this result
  31. will overflow into a third digit.  If this occurs, we take note of the
  32. overflow, and double it anyway -- C integer arithmetic ignores
  33. overflow, so the two digits we get back should still be valid, modulo
  34. the overflow.
  35. Having doubled this value, we now have to add in the remainders and
  36. the digits already computed by earlier steps.  If we did not overflow
  37. in the previous step, we might still cause an overflow here.  That
  38. will happen whenever the maximum value expressible in two digits, less
  39. the amount we have to add, is greater than the result of the previous
  40. step.  Thus, the overflow computation is:
  41.   u = 0
  42.   w = a[i] * a[j]
  43.   if(w > (R - 1)/ 2)
  44.     u = 1;
  45.   w = w * 2
  46.   v = c[i + j] + k
  47.   if(u == 0 && (R - 1 - v) < w)
  48.     u = 1
  49. If there is an overflow, u will be 1, otherwise u will be 0.  The rest
  50. of the parameters are the same as they are in the above description.
  51. ------------------------------------------------------------------
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  77. $Id: square.txt,v 1.1 2000/07/14 00:44:37 nelsonb%netscape.com Exp $