前文分析
在上一篇文章中,我们分享了计算底层实现加法的逻辑。今天,我们就来用代码模拟实现下。我们知道底层最终是要到位运算这一层面的。那怎么实现这个逻辑呢?
从前一篇文章的分析,我们要处理的就是0
和1
的运算结果。
本位上执行加法,需要达到下面的结果:
0和0,结果为0; 0和1,结果为1; 1和1,结果为0(因为1和1相加后,二进制位上,向前进1,本位为0,)。
上面的运算规则不正是我们熟知的异或运算("^")
吗?
那怎么表示进位的操作呢?进位
不就是从右往左进一位?我们的位移运算("<<")
就能达到这个效果呀!我们来看下二进制下1+1
的情况!
对于进位
操作,只有同一二进制位上都是1才会产生。又因为我们使用位移运算("<<")来
实现。那么,要是能在本位上产生1
,再通过位移,就能达到进位的效果。逻辑如下:
那这个?
应该是什么操作呢?什么操作只有在同为1的情况才能得到1呢?当然就是与运算("&")
啦!
有了上面实现本位加
(即,只在本位上产生加的结果,不考虑进位)和进位
的运算,我们就能实现整个加法的逻辑啦!
int add(int a ,int b){
if (b == 0)
return a;
else{
// 只考虑进位的问题。
int carry = (a & b) << 1;
// 只考虑本位加的结果
a = a ^ b;
// 如果进位的结果不为0,就递归“进位,本位加”的逻辑。
// 进位的结果是不是0,是在递归调用最开始判断的,就是上面的if(b== 0)那里。没懂的,调试下代码试试看。
return add(a,carry);
}
}
这就是加法
的底层运算逻辑的Java代码模拟实现。但在真正的计算底层中,必然是调用了^
、&
这些运算的指令来实现的。
通过上面的分析,大家至少需要知道加法在底层上,是通过二进制的位运算来实现的
。再进一步,就可以知道如何通过"^"、"&"、"<<"来一步步得出加法的最后结果
。再深一个层次,可能就需要考虑汇编指令、计算机语言等啦(这个层面可能就有点超出这篇文章的范畴了)~