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  • 【算法26】不用+,,×,/做加法

      【题 目】写一个函数,求两个整数的和。要求在函数体内不用+,-,×,/。

      【思 路】学过数电的人都知道,+,-,×,/在计算机处理中的基本都是使用的全加器,而全加器在进行计算的时候用到了很多的逻辑门电路(具体的这些门电路我现在也想不起来了,呵呵),所以运算的基础其实就是二进制的逻辑运算的组合。既然题目不要求我们使用+,-,×,/,那么我们可以直接从最底层的逻辑运算开始。

      为了方便讨论,我们不妨拿4+14来作为例子,4的二进制是100,14的二进制是1110;我记得在数电中,有一个寄存器是用来存放进位的,也就是说我们首先计算的是各位相加不进位,然后加上每一个位从下一位进上来的数,就得到结果。具体的:首先我们计算100+1110的不进位形式为:1010,然后计算进位的数字为:1000,相加得10010=18,完全正确。

      用那些位运算来实现上述的操作呢?首先,加法不进位,减法不退位,这就是“异或”运算的一种表述啊,所以首先我们计算的是:a^b;其次,我们计算进位得出的数字,对于二进制来说只有1+1产生进位(1+0,0+1,0+0均不产生进位),也就是说当且仅当出现1+1,我们输出应该为10,我们可以“按位与”,这样仅当1,1同时出现的时候结果为1,其余都为0,可是我们要得到是10,怎么办?我们可以向左移一位。这样第二个问题也解决了。第三个问题,将前两个得到的结果相加,直接递归调用就OK了。

      根据这种思路我们可以写出如下的代码:

     1 #include<iostream>
    2 #include<string>
    3 using namespace std;
    4
    5 /**********************************************
    6 * Add Without use + - * /
    7 **********************************************/
    8 int PlusWithoutArithmetic(int a,int b)
    9 {
    10 if(b == 0)
    11 return a;
    12
    13 int sum = a ^ b;
    14 int temp = (a & b)<<1;
    15
    16 return PlusWithoutArithmetic(sum,temp);
    17 }
    18
    19 int main()
    20 {
    21 cout<<"Enter the two numbers:"<<endl;
    22 int num1 = 0;
    23 int num2 = 0;
    24 cin>>num1>>num2;
    25
    26 cout<<"the plus result is:"<<endl;
    27 cout<<PlusWithoutArithmetic(num1,num2)<<endl;
    28
    29 return 0;
    30 }

      测试结果如下:


      

    References:

    程序员面试题精选100题:http://zhedahht.blog.163.com/blog/static/254111742011125100605/

    注:

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