自己实现“加减乘除”(java版本)

深藏阁楼爱情的钟 2022-05-27 11:21 157阅读 0赞

难易程度：★

重要性：★★★★★

public class BinaryOperation {
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            System.out.println(binaryAdd(-6, -15));
            System.out.println(binaryMulti(5, 6));
            System.out.println(binaryMulti2(5, 6));
            System.out.println(binaryDiv(6, 3));
        }
    
        private static int binaryAdd(int a, int b) {// 正负数都包含在里面，不用分开处理
            int s = a ^ b;// 不考虑进位的和
            int jw = a & b;// 进位
    
            // 下面是 s + (jw<<1) 的计算
            while (jw != 0) {
                int jw_temp = s & (jw << 1);// 保存s + (jw<<1)的进位
                s = s ^ (jw << 1);// 保存s + (jw<<1)的和，不包含进位
                jw = jw_temp;// 赋值之后，还是计算s+(jw<<1)，依旧是计算：进位以及不进位的和，当进位为0时，不进位的和就是最终的计算结果
            }
            return s;
        }
    
        private static int binaryMulti(int a, int b) {// 计算a*b
            if (a == 0 || b == 0)
                return 0;
    
            int res = 0;
            int base = a;
            while (b != 0) {
                if ((b & 1) != 0)
                    res = binaryAdd(res, base);
                b >>= 1;
                base <<= 1;
            }
    
            return res;
        }
        private static int binaryMulti2(int a, int b) {// 计算a*b
            if (a == 0 || b == 0)
                return 0;
            
            if(b>a) {
                int tmp = a;
                a = b;
                b = tmp;
            }
            int res = 0;
            int shift = 0;
            while(b!=0) {
                if((b&1)!=0) {
                    res += (a<<shift);
                }
                shift += 1;
                b >>= 1;
            }
            return res;
        }
    
        private static int binaryDiv(int a, int b) throws Exception {// 计算a/b
            if (b == 0)
                throw new Exception("分母不能为0");
    
            boolean flag = false;
            if ((a ^ b) < 0)
                flag = true;// 表示a,b异号；
            a = a >= 0 ? a : -a;
            b = b >= 0 ? b : -b;
    
            int res = 0;
            int aux = 0;//依次获取a的最高位
            int mask = 0x40_00_00_00;// 用来依次获取分母的最高位bit
            while (mask != 0) {
                aux = (aux << 1) | ((a & mask) == 0 ? 0 : 1);// 这里注意处理，尤其是后半部分表达式，很容易写成aux
                                                             // = (aux<<1) |
                                                             // (a&mask);
    
                if (aux >= b) {
                    res = (res << 1) | 1;
                    aux -= b;
                } else {
                    res = (res << 1) | 0;
                }
    
                mask >>= 1;
    
            }
    
            return flag ? -res : res;
        }
    }

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