Java不用算数运算符来实现求和方法

2024-10-31 14:08:10

今天遇到了这样一个题

题目说了不能用算数运算符，那么我们就只能从逻辑运算符和移位运算符入手了。

我们知道 ^ (异或)操作是对两个数进行无进位求和，如果两个数相加本来就不产生进位，那么该和就是两数之和。这就是解题的关键所在。一般来说，两数相加是会产生进位的，而要得到正确的和，应该是在 “无进位之和” 的基础上加上进位，那我们首先应该得到进位。我们知道，当两个数对应位置都为1的情况下，才会有进位的产生，即对应位置 A&B==1的条件下，就可以得到每一位的进位，但是进位是将这个1加到对应的更高一位，所以我们将得到的进位整体进行左移一位，再和之前得到的 “无进位之和” 相加，就可以得到两数之和。

我们发现这里就可以无限套娃了，要得到 “无进位之和” 和 “产生的进位” 之和，那么将这两个数再分别看做新的两个数，对其求和。也是重复之前的操作，直到两数不能产生进位，就可以直接通过 ^ 运算得到结果。

假设我们求 23 + 16 的值

根据上述思路，我们很容易就可以写出代码

public static int addAB(int A, int B) {
		// 当两数的产生的进位为 0,就退出循环，返回其无进位和，就是结果
        while ((A & B) != 0) {
            int A_B = A ^ B;// 无进位求和
            int AB = (A & B) << 1;// 得到进位
            // 接下来就是求 得到的进位 + 无进位之和，重复前面的操作，直到不产生进位
            A = A_B;
            B = AB;
        }
        // 最后返回新的无进位之和
        return (A ^ B);
    }

那么为了验证它的正确性，我们这里使用对数器，将该函数与 ’ + ’ 运算符比较。

public static void main(String[] args) {
    int count = 1_0000_0000;// 比较次数 100000000次
    Random random = new Random();// 生成随机数字
    boolean flag = true;// 相等则为 true

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        int num1 = random.nextInt(Integer.MAX_VALUE/2);// 随机正数1
        int num1_2 = random.nextInt(Integer.MAX_VALUE/2);// 随机正数2
        // 随机正数1 + 随机正数2
        if ((num1+num1_2) != addAB(num1,num1_2)){
            // 有一次不相等的，则退出循环
            flag = false;
            break;
        }

        int num2 = -random.nextInt(Integer.MAX_VALUE/2);// 随机负数1
        int num2_2 = -random.nextInt(Integer.MAX_VALUE/2);// 随机负数2
        // 随机负数1  + 随机负数2
        if ((num2+num2_2) != addAB(num2,num2_2)){
            // 有一次不相等的，则退出循环
            flag = false;
            break;
        }

        int num3 = random.nextInt(Integer.MAX_VALUE);// 随机正数
        int num4 = -random.nextInt(Integer.MAX_VALUE);// 随机负数
        // 随机正数  + 随机负数
        if ((num3+num4) != addAB(num3,num4)){
            // 有一次不相等的，则退出循环
            flag = false;
            break;
        }
    }
    System.out.println(flag);
}

运行结果：

最后输出结果为 true ，说明我们计算随机产生的正数+正数、负数+负数、正数+负数分别100000000次，没有一次出错，说明该函数可靠。

到此这篇关于Java不用算数运算符来实现求和方法的文章就介绍到这了,更多相关Java 求和内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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