[剑指Offer]不用加减乘除做加法

二进制模拟加法

Posted by JinFei on April 6, 2020

题目描述

写一个函数,求两个整数之和,要求在函数体内不得使用 +、-、*、/ 四则运算符号。

解题思路

  1. 位运算
    • 首先先来看下十进制是如何计算的:
    • 相加各位的值,不进位,结果是 22, (5 + 7 = 12,舍弃进位就是2, 1 + 1 = 2 没有进位就是 22)
    • 计算进位值,得到 10。
    • 然后将上述两步得到的值重复步骤 1 和 2 。直到进位置为 0,返回不进位的值即可。
  2. 那么对于二进制也可以用这种方式计算:
    • 相加各位的值,不进位,15 (1111) + 17 (10001) = 11110,其实就是将不同的位保留,相同的位归0,那么这正是位运算中的异或运算的规则,所以 15 ^ 17 即可得到不进位的值。
    • 计算进位置其实就是将只保留相同的位,也就是 15 (1111) + 17 (10001) = 00001,既然是进位值,还应该左移一位,也就是 00010,这两个小操作对应的就是位运算中的 & 和 «,即 (num1 & num2) « 1。
    • 然后将上述两步得到的值重复步骤 1 和 2 。直到进位置为 0,返回不进位的值即可。
class Solution {
public:
    int add(int a, int b) {
        int sum = 0;
        int carry = 0;
        while(b != 0){
            sum = a ^ b;
            carry = (unsigned int)(a & b) << 1; // 无符号整形
            a = sum;
            b = carry;
        }
        return a;
    }
};
class Solution {
public:
    int Add(int num1, int num2)
    {
        int sum = 0;
        int carry = 0;
        while(num2 != 0){
            sum = num1 ^ num2;
            carry = (num1 & num2) << 1;
            num1 = sum;
            num2 = carry;
        }
        return num1;
    }
};