C#でメソッドを使わずに2つの2進数の合計を求める方法

この記事では、C#において組み込みメソッドを使用せずに、2つの2進数の合計を求める方法を解説します。剰余演算とループ処理を組み合わせることで、各桁を手動で加算していくアプローチを紹介します。

手順1：変数の宣言と初期化

まず、2進数を格納する2つの変数を宣言し、初期化します。

val1 = 11010;
val2 = 10100;

Console.WriteLine("Binary one: " + val1);
Console.WriteLine("Binary two: " + val2);

手順2：ループで各桁を加算する

合計を求めるには、両方の値が0になるまでループ処理を続けます。各反復処理の中で、最下位桁を取り出して加算し、繰り上がり（桁上げ）を考慮しながら計算を進めます。

while (val1 != 0 || val2 != 0) {
    sum[i++] = (val1 % 10 + val2 % 10 + rem) % 2;
    rem = (val1 % 10 + val2 % 10 + rem) / 2;
    val1 = val1 / 10;
    val2 = val2 / 10;
}

アルゴリズムのポイント

• val1 % 10：各数値の最下位桁（1の位）を取り出します。
• % 2：2進数の各桁は0か1のみなので、合計を2で割った余りがその桁の値になります。
• / 2：桁の合計が2以上の場合は繰り上がりが発生するため、2で割った商を次の桁への繰り上がりとして保持します。
• / 10：処理済みの桁を取り除き、次の桁へ移動します。

それでは、2つの2進数の合計を求める完全なコードを見てみましょう。

サンプルコード

using System;
class Demo {
    public static void Main(string[] args) {
        long val1, val2;
        long i = 0, rem = 0;
        long[] sum = new long[30];
    
        val1 = 11010;
        val2 = 10100;

        Console.WriteLine("Binary one: " + val1);
        Console.WriteLine("Binary two: " + val2);

        while (val1 != 0 || val2 != 0) {
            sum[i++] = (val1 % 10 + val2 % 10 + rem) % 2;
            rem = (val1 % 10 + val2 % 10 + rem) / 2;
            val1 = val1 / 10;
            val2 = val2 / 10;
        }

        if (rem != 0)
        sum[i++] = rem;
        i = i - 1;
        Console.Write("Sum = ");

        while (i >= 0)
        Console.Write(sum[i--]);
    }
}

実行結果

Binary one: 11010
Binary two: 10100
Sum = 101110

このように、ループと剰余演算を組み合わせることで、Convert.ToInt32などの組み込みメソッドに頼らずに2進数同士の加算を実現できます。ループ終了後も繰り上がり（rem）が残っている場合は、それを配列に追加してから出力する点が重要です。計算結果は逆順に格納されているため、最後に配列を後ろから順に出力しています。