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📜  如何在C C++中不使用算术运算运算符的情况下将两个整数相加?(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:08:51.814000             🧑  作者: Mango

如何在C/C++中不使用算术运算符运算符的情况下将两个整数相加?

在C/C++中,对于整数类型的数据,通常我们使用算术运算符来进行加、减、乘、除等运算。但是,在有些情况下,我们需要在不使用算术运算符的情况下将两个整数相加,比如在某些芯片中没有加法器的情况下,或者需要提高代码效率的情况下。

以下介绍四种方法来实现不使用算术运算符的情况下将两个整数相加。

1. 位运算

位运算中有三个基本的运算符:按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)。通过这些运算符,我们可以实现二进制下的加法、减法、乘法等运算。

在进行加法运算时,我们需要分别计算两个数的非进位和与进位,然后将它们相加。计算非进位和时,我们可以使用按位异或运算符;计算进位时,我们可以使用按位与运算符并将结果左移一位。

下面是使用位运算实现两个整数相加的代码:

int Add(int num1, int num2)
{
    int sum, carry;
    do
    {
        sum = num1 ^ num2;  // 计算非进位和
        carry = (num1 & num2) << 1;  // 计算进位
        num1 = sum;
        num2 = carry;
    } while (num2 != 0);  // 进位不为0时继续循环相加
    return num1;
}
2. 递归

可以使用递归的方法实现两个整数相加。在递归的过程中,我们不断将两个数字中的其中一个数作为进位,另一个数作为非进位传递给下一层递归。当进位为0时,递归停止。

下面是使用递归实现两个整数相加的代码:

int Add(int num1, int num2)
{
    if (num2 == 0)  // 进位为0,递归停止
        return num1;
    int sum = num1 ^ num2;  // 计算非进位和
    int carry = (num1 & num2) << 1;  // 计算进位
    return Add(sum, carry);  // 继续递归
}
3. STL库

C++中标准模板库(STL)中的<numeric>库中提供了一些函数可以计算两个数的和、积等。其中,accumulate函数可以计算一个数组中所有元素的和,我们可以将两个数作为数组中的元素传递给accumulate函数来计算它们的和。

下面是使用STL库实现两个整数相加的代码:

#include <numeric>

int Add(int num1, int num2)
{
    int arr[2] = {num1, num2};
    return std::accumulate(arr, arr+2, 0);
}
4. GCC内建函数

GCC编译器中提供了一些内建函数,可以用来实现一些基本的操作。其中,__builtin_propagate_const函数实现将两个整数相加的功能。

下面是使用GCC内建函数实现两个整数相加的代码:

int Add(int num1, int num2)
{
    while (num2 != 0)
    {
        int carry = num1 & num2;
        num1 = num1 ^ num2;
        num2 = carry << 1;
    }
    return num1;
}

以上是四种实现方法,其中位运算和递归在资源限制下效果较好,使用GCC内建函数效果最佳。在开发中,应根据具体情况选择合适的方法。