剑指Offer(48)-- 不使用加减乘除实现加法

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。

示例1

输入

1,2

返回值

3

思路以及解答

这道题不让使用加减乘除,那么我们只能考虑其他的方向,比如位运算,
位运算可以巧妙的实现加和的操作。

首先让我们来了解一下位运算,

操作数1 操作数2 &运算结果 |运算结果 ^运算
0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 0 0 1 1
1 1 1 1 0

而如果两个数相加,肯定是两个数的二进制相加,再来说说补码的概念,计算机存储的时候,存储的是补码。

  • 正数的原码=反码=补码
  • 负数的补码=反码+1

假设现在想要计算a和b的和,那么a的二进制表示的第i位,假设为a(i),同样b的是b(i)。

二进制的每一位相加,无非两种结果,一种是进位,一种是没有进位。

a(i) b(i) 没有进位的结果 进位
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1

从上面的结果可以看出,a+b的每一位相加,如果不进位的话,其结果是异或操作的值,那么如果是有进位呢?

可以发现无进位和异或运算 规律相同,进位与运算 规律相同(并需左移一位

而每一位的值,都等于无进位的结果+进位结果(移动一位)的结果。
我们可以先用nums1&nums求解出每个都是1的位,也就是求解出进位,每次进位向左边移动一位,接着求解num1^num2,也就是两个数不进位相加的结果,赋值给num1,进位的结果赋值给nums2;循环计算,直到进位为0;

public class Solution {
    public int Add(int num1,int num2) {
      while (num2 != 0) {
            int c = (num1 & num2) << 1;
            num1 = num1^num2;
            num2 = c;
        }
        return num1;
    }}

时间复杂度为O(n),遍历完所有的进位即可。

【刷题笔记】
Github仓库地址:https://github.com/Damaer/codeSolution
笔记地址:https://damaer.github.io/codeSolution/

【作者简介】
秦怀,公众号【秦怀杂货店】作者,技术之路不在一时,山高水长,纵使缓慢,驰而不息。个人写作方向:Java源码解析,JDBC,Mybatis,Spring,redis,分布式,剑指Offer,LeetCode等,认真写好每一篇文章,不喜欢标题党,不喜欢花里胡哨,大多写系列文章,不能保证我写的都完全正确,但是我保证所写的均经过实践或者查找资料。遗漏或者错误之处,还望指正。

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