图解LeetCode——剑指 Offer 65. 不用加减乘除做加法

简介: 图解LeetCode算法

一、题目

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。

二、示例

2.1> 示例1

输入】 a = 1, b = 1

输出】 2

提示:

  • a, b 均可能是负数或 0
  • 结果不会溢出 32 位整数

三、解题思路

既然执行两个数的加法操作,而不允许使用加减乘除之类的操作,我们就可以考虑按位操作来满足计算。为了简化分析过程,我们暂时不考虑进位问题,以下图为例,我们执行a+b操作,其中a=5b=10,相加后等于15。那么其实就是a与b执行了异或操作。具体详情请见下图所示:

我们分析明确了可以采用用异或方式执行ab的相加操作,但是不要忘记,里面没有包含进位问题,那么进位问题如何处理呢?我们仔细思考一下,什么情况下会发生进位呢?其实就是a数字的某一位n,与b数字的n位都是1,那么两个数相加后就等于2,而二进制只能由0或1来表示,所以这个“2”就需要执行进位操作了

那如何进位呢?我们还是以数字a的第n位和数字b的第n都是1,那么进位应该前进到第n+1位,所以针对进位操作,我们要执行如下两个步骤:

步骤1】首先,执行a&b操作,这样就可以方便的找出所有的两个数相同位置都是1的位置了。

步骤2】然后,执行左移1位,执行进位操作,即:第n位前进到第n+1位置。

明确了上面的解题思路之后,我们其实就循环的执行以上两个步骤即可,当发现没有再需要进位的时候(即:carry等于0),跳出循环即可。下面我们还是按照惯例,举个例子来看一下具体的处理过程,为了方便画图,下面没有画出循环执行所有操作的步骤,因为重点其实就是执行a&b操作执行左移1位操作,循环执行这两步骤,大家脑补一下就可以了。操作示例请见下图所示:

四、代码实现

class Solution {
    public int add(int a, int b) {
        while(b != 0) {
            int carry = (a & b) << 1; // 计算进位值
            a ^= b; // 非进位值相加
            b = carry; // 赋值给b,用于计算和判断是否执行进位操作
        }
        return a;
    }
}

今天的文章内容就这些了:

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