九日集训 LCR.190 加密运算

news2024/12/23 12:59:23

计算机安全专家正在开发一款高度安全的加密通信软件，需要在进行数据传输时对数据进行加密和解密操作。假定 dataA 和 dataB 分别为随机抽样的两次通信的数据量：

正数为发送量
负数为接受量
0 为数据遗失

请不使用四则运算符的情况下实现一个函数计算两次通信的数据量之和（三种情况均需被统计），以确保在数据传输过程中的高安全性和保密性。

示例 1:

输入：dataA = 5, dataB = -1
输出：4

提示：

dataA 和 dataB 均可能是负数或 0
结果不会溢出 32 位整数

一、信息

1.给我两个通信数据

2.不使用四则运算

3.实现一个函数计算两次通信数据量之和

二、分析：

我的答案：

为了解决这个问题，我们可以使用之前提到的位运算方法来计算两个数的和，这样可以避免使用四则运算符。我们可以为每种语言写一个函数来实现这个功能。

### C语言实现

#include <stdio.h>

int calculateDataSum(int dataA, int dataB) {
    while(dataB != 0) {
        unsigned int carry = (unsigned int)(dataA & dataB) << 1;
        dataA = dataA ^ dataB;
        dataB = carry;
    }
    return dataA;
}

int main() {
    printf("%d\n", calculateDataSum(100, -50)); // 输出50
    printf("%d\n", calculateDataSum(-100, 50)); // 输出-50
    printf("%d\n", calculateDataSum(0, 50)); // 输出50
    return 0;
}

### C++实现

#include <iostream>

class Solution {
public:
    int calculateDataSum(int dataA, int dataB) {
        while (dataB != 0) {
            unsigned int carry = (unsigned int)(dataA & dataB) << 1;
            dataA = dataA ^ dataB;
            dataB = carry;
        }
        return dataA;
    }
};

int main() {
    Solution solution;
    std::cout << solution.calculateDataSum(100, -50) << std::endl; // 输出50
    std::cout << solution.calculateDataSum(-100, 50) << std::endl; // 输出-50
    std::cout << solution.calculateDataSum(0, 50) << std::endl; // 输出50
    return 0;
}

### Java实现

public class Solution {
    public int calculateDataSum(int dataA, int dataB) {
        while (dataB != 0) {
            int carry = (dataA & dataB) << 1;
            dataA = dataA ^ dataB;
            dataB = carry;
        }
        return dataA;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        System.out.println(solution.calculateDataSum(100, -50)); // 输出50
        System.out.println(solution.calculateDataSum(-100, 50)); // 输出-50
        System.out.println(solution.calculateDataSum(0, 50)); // 输出50
    }
}

### 思考过程和分析过程

1. **问题理解**：
- 我们需要计算两次通信的数据量之和。
- 数据量可以是正数、负数或0。
- 我们不能使用四则运算符。

2. **解决方案**：
- 我们可以使用位运算来计算两个数的和，这样可以避免使用加法运算符。
- 我们需要处理正数、负数和0的情况。由于我们使用的是位运算，所以我们不需要特别区分这些情况，因为位运算适用于所有整数。

3. **实现**：
- 我们可以为每种语言写一个函数来实现这个功能。
- 我们需要测试我们的函数以确保它在所有情况下都能正确工作。

4. **安全性和保密性**：
- 由于我们没有使用四则运算符，所以我们的实现更加安全和保密。
- 我们可以进一步考虑其他安全性和保密性的问题，例如数据的存储和传输安全性。

总结：

这和前面的计算两个数的和有什么异同？

这个问题和前面的计算两个数的和在核心解决方案上是相同的，都是通过位运算来实现加法，避免使用四则运算符。具体来说，都是使用异或运算来得到无进位和，使用与运算和左移运算来得到进位，然后将无进位和与进位相加，直到没有进位为止。

### 相同点：
1. **核心算法**：两者都是使用位运算来实现加法，避免使用加法和减法运算符。
2. **处理正负数**：两者都可以处理正数、负数和零，因为位运算适用于所有整数。
3. **通用性**：这种方法具有通用性，可以用于任何需要加法但不允许使用加法运算符的场合。

### 不同点：
1. **应用背景**：前一个问题是一个更为一般和基础的问题，而这个问题是在一个特定的应用背景下提出的，即计算机安全和数据通信。
2. **安全性要求**：这个问题强调了在数据传输过程中的高安全性和保密性，而前一个问题没有特别强调这一点。
3. **数据性质**：这个问题中，正数表示发送量，负数表示接收量，0表示数据遗失，这些都是在特定应用背景下的特定含义，而前一个问题中没有这些特定含义。

### 总结：
虽然两个问题在解决方案上有很多相同之处，但是它们的应用背景、要求和数据性质有所不同。这也说明了，一个算法或解决方案可以在不同的应用背景和场合下有不同的应用和实现。