Java利用位运算实现加减乘除的方法详解
更新时间：2022年08月29日 15:29:08 作者：熬夜磕代码丶
我们经常使用的加减乘除，我们所看到的只是表面的效果，那么加减乘除在底层究竟是怎么实现的？今天就让我们一探究竟
前言
我们经常使用的加减乘除，我们所看到的只是表面的效果，那么加减乘除在底层究竟是怎么实现的？今天就让我们一探究竟.今天用位运算实现的加减乘除不使用任何的加减乘除符号.
一、常见位运算
1. &运算
&运算二进制每一位全1为1，否则为0
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 3;
System.out.println(a & b);
}
2. |运算
|运算二进制每一位有1为1，全0为0
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 3;
System.out.println(a | b);
}
3. ^运算
^运算二进制每一位不同为1，相同为0
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 3;
System.out.println(a ^ b);
}
4. ~运算
~运算是二进制每一位按位取反.
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
System.out.println(~a);
}
二、位运算实现加法
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 3;
System.out.println(a + b);
}
下来我们用位运算实现一下加法.
我们进行一次异或运算就相当于进行一次无进位加法，那这样也不能实现加法，那我们得想办法，实现进位的数值.
进行一次与运算，只有同时为1才为1，也当同时为1时，我们需要进位，所以我们进行与运算后进行左移一位的操作，即可得到进位后的数值.
我们对异或运算和与运算后左移一位的结果进行相加即可，但我们只能进行位运算，所以我们只能再次进行异或运算与与运算，直到云运算的结果为0时，我们的异或运算的结果即为加法的结果.
public static int bitAdd(int a,int b) {
int sum = 0;
while(b != 0) {
sum = a ^ b;
b = (a & b) << 1;
a = sum;
}
return sum;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(bitAdd(1,2));
}
三、位运算实现减法
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 3;
System.out.println(a - b);
}
下来我们用位运算实现一下减法.
在我们有了位运算实现加法的基础之后，我们的减法就变得简单了，a - b == a + ( -b ),所以我们只需要将b变为-b即可实现减法功能，但我们不能使用负号，那我们来用位运算来实现一下.
public static void main(String[] args) {
System.out.println(~3);
}
我们可以发现一个数取反与相反数差一，我们取反加一即可得到相反数.
public static void main(String[] args) {
System.out.println(~3 + 1);
}
public static int bitAdd(int a,int b) {
int sum = 0;
while(b != 0) {
sum = a ^ b;
b = (a & b) << 1;
a = sum;
}
return sum;
}
public static int bitSub(int a,int b) {
return bitAdd(a,~b+1);
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(bitSub(1,3));
}
四、位运算实现乘法
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 3;
System.out.println(a * b);
}
我们小学的时候是怎么进行乘法的，按位相乘，每一位和每一位相乘.
二进制中也是一样的，按位相乘，如果被乘数二进制位是1则与乘数相乘.每次运算进行移位
public static int bitAdd(int a,int b) {
int sum = 0;
while(b != 0) {
sum = a ^ b;
b = (a & b) << 1;
a = sum;
}
return sum;
}
public static int bitMul(int a,int b) {
int sum = 0;
while(b != 0) {
if((b & 1) != 0) {
sum += a;
}
a <<= 1;
b >>>= 1;
}
return sum;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(bitMul(1,3));
}
五、位运算实现除法
public static void main(String[] args) {
int a = 7;
int b = 2;
System.out.println(a / b);
}
我们在用位运算实现除法时，采用逆推的方式，a / b = c,
a = c * b。
我们只需要求出a减去b向左的移位，只要满足a <= b的移位即可，每次移动多少位即a / b的结果二进制中某一位为1，以此循环倒推即可.
public static int bitAdd(int a,int b) {
int sum = 0;
while(b != 0) {
sum = a ^ b;
b = (a & b) << 1;
a = sum;
}
return sum;
}
public static int negNum(int n) {
//转化为相反数
return bitAdd(~n,1);
}
public static int minus(int a,int b) {
//实现两个数相减
return bitAdd(a,negNum(b));
}
public static boolean isNeg(int n) {
//判断是否为负数
return n < 0;
}
public static int bitDiv(int a,int b) {
int x = isNeg(a) ? negNum(a) : a;
int y = isNeg(b) ? negNum(b) : b;
int res = 0;
for (int i = 30; i >= 0 ; i = minus(i,1)) {
if((x >> i) >= y) {
res |= (1 << i);
x = minus(x,y << i);
}
}
return isNeg(a) != isNeg(b) ? negNum(res) : res;
}
public static void main(String[] args) {
int a = 7;
int b = 2;
System.out.println(bitDiv(a,b));
}
到此这篇关于Java利用位运算实现加减乘除的方法详解的文章就介绍到这了,更多相关Java位运算 加减乘除内容请搜索脚本之家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脚本之家！
相关文章
java开发工具IntelliJ IDEA深受用户喜爱，很多朋友对这个idea开发工具比较忠心，一旦有新版本发出，很多小伙伴就迫不及待的想更新，今天小编给大家带来了idea2022.1最新永久激活码，亲测有效，喜欢的朋友快来下载体验吧2022-08-08
这篇文章主要为大家详细介绍了利用HttpClient实现文件上传，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2022-08-08
这篇文章主要介绍了Java 继承与多态的深入理解的相关资料,子类继承父类的特征和行为，使得子类具有父类的各种属性和方法。或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为，需要的朋友可以参考下2017-08-08
SpringBoot应用中,调用外部接口是微服务架构常见需求,本文主要介绍了SpringBoot调用外部接口的几种方式,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧2024-10-10
每个bean都有一个或者多个标识符,这些标识符在容器中必须是唯一的,这篇文章主要给大家介绍了关于spring bean名称命名的那些事,需要的朋友可以参考下2021-07-07
这篇文章主要介绍了java实现table添加右键点击事件监听操作,结合实例形式分析了Java添加及使用事件监听相关操作技巧,需要的朋友可以参考下2018-07-07
这篇文章主要介绍了JAVA实现LRU算法的参考示例，帮助大家根据需求实现算法，感兴趣的朋友可以了解下2020-10-10
这篇文章主要介绍了IDEA 连接数据库的实现方法，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧2019-10-10
这篇文章主要介绍了SpringBoot JPA使用配置过程详解,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下2020-05-05
这篇文章主要介绍了Spring AOP执行先后顺序实例详解,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下2020-01-01
最新评论