题目
不使用运算符 + 和 - ,计算两整数 a 、b 之和。
示例 1:
输入: a = 1, b = 2
输出: 3
链接:https://leetcode-cn.com/problems/sum-of-two-integers
题解
题目说不能使用运算符+
和-
,那么我们就要使用其他方式来替代这两个运算符的功能。
位运算中的加法
我们先来观察下位运算中的两数加法,其实来来回回就只有下面这四种:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0(进位 1)
仔细一看,这可不就是相同位为 0,不同位为 1 的异或运算结果嘛~
异或和与运算操作
我们知道,在位运算操作中,异或的一个重要特性是无进位加法。我们来看一个例子:
a = 5 = 0101
b = 4 = 0100
a ^ b 如下:
0 1 0 1
0 1 0 0
-------
0 0 0 1
a ^ b 得到了一个无进位加法结果,如果要得到 a + b 的最终值,我们还要找到进位的数,把这二者相加。在位运算中,我们可以使用与操作获得进位:
a = 5 = 0101
b = 4 = 0100
a & b 如下:
0 1 0 1
0 1 0 0
-------
0 1 0 0
由计算结果可见,0100
并不是我们想要的进位,1 + 1
所获得的进位应该要放置在它的更高位,即左侧位上,因此我们还要把 0100
左移一位,才是我们所要的进位结果。
那么问题就容易了,总结一下:
a + b
的问题拆分为 (a 和 b 的无进位结果) + (a 和 b 的进位结果)
无进位加法使用异或运算计算得出
进位结果使用与运算和移位运算计算得出
循环此过程,直到进位为 0
代码实现
//非递归实现
public int getSum(int a, int b) {
int sum = a ^ b; //异或运算,相异为1,得到相加但没有进位的结果
int carry = (a & b) << 1; //与运算,均为1为1,并且左移一位得到进位的结果
//a + b 就是 sum + carry,将进位的结果和没进位的结果相加
while(carry != 0){
int temp = (sum & carry) << 1; //将进位的结果保存下来
sum ^= carry; //得到相加但没进位的结果
carry = temp; //保存进位的结果,并再次循环
}
return sum;
}
//递归实现
int getSum(int a, int b)
{
int sum, carry;
sum = a ^ b;
carry = (a & b) << 1;
if(carry != 0){
return getSum(sum, carry);
}
return sum;
}