Penjumlahan Tanpa Operator Aritmatika Bahasa C

Penjumlahan merupakan operasi dasar dalam matematika dan pemrograman. Biasanya, pengembang menggunakan operator aritmatika seperti + untuk melakukan penjumlahan. Namun, terdapat cara lain untuk melakukan penjumlahan tanpa menggunakan operator aritmatika ini. Salah satu metode tersebut adalah menggunakan operator bitwise. Artikel ini akan membahas cara melakukan penjumlahan dua bilangan tanpa menggunakan operator + dalam bahasa C.

Sebelum memahami lebih dalam materi tentang Penjumlahan Tanpa Operator Aritmatika Bahasa C, terlebih dahulu pelajari materi tentang: Perbandingan Bahasa C dan Fungsinya, Perbedaan ++*p, *p++, dan *++p pada Bahasa C, dan Preincrement dan Predecrement Bahasa C dan Fungsinya.

Operator bitwise melakukan operasi pada level bit individu dalam bilangan biner. Operator ini sangat berguna dalam berbagai situasi, terutama dalam pemrograman sistem tingkat rendah. Untuk penjumlahan, dua operator bitwise yang penting adalah:

• AND (&): Menghasilkan bit 1 hanya jika kedua bit operand adalah 1.
• XOR (^): Menghasilkan bit 1 hanya jika salah satu dari kedua bit operand adalah 1.
• Left Shift (<<): Menggeser bit ke kiri dengan menambahkan nol di posisi bit paling kanan.

Algoritma Penjumlahan Menggunakan Operator Bitwise

Penjumlahan tanpa operator aritmatika dapat dilakukan menggunakan algoritma berikut:

• XOR kedua bilangan untuk menghitung jumlah tanpa membawa (carry).
• AND kedua bilangan dan geser ke kiri untuk menghitung carry.
• Ulangi langkah 1 dan 2 sampai carry menjadi 0.

Contoh: Mari lihat bentuk implementasi algoritma ini dalam bahasa C.

#include <stdio.h>

// Fungsi untuk menjumlahkan

// dua bilangan tanpa

// menggunakan operator +

int penjumlahan(int a, int b) {

while (b != 0) {

// Hitung carry dan geser

// ke kiri

int carry = (a & b) << 1;

        

// Hitung jumlah tanpa carry

a = a ^ b;

        

// Assign carry ke b

b = carry;

}

return a;}

int main() 

{

int num1, num2, hasil;

printf("Masukkan bilangan 

pertama: ");

scanf("%d", &num1);

printf("Masukkan bilangan 

kedua: ");

scanf("%d", &num2);

hasil = penjumlahan(num1, num2);

printf("Hasil penjumlahan 

tanpa operator + adalah: 

%d\n", hasil);

return 0;}

Penjelasan Kode:

• Fungsi penjumlahan: Fungsi ini menerima dua bilangan integer a dan b. Di dalam fungsi ini, loop while akan terus berjalan hingga b (carry) menjadi 0.
• Carry: Dihitung menggunakan operasi AND pada a dan b, kemudian hasilnya digeser ke kiri satu bit ((a & b) << 1).
• Jumlah tanpa carry: Dihitung menggunakan operasi XOR pada a dan b (a = a ^ b).
• Assign carry ke b: Carry yang telah dihitung ditugaskan ke b untuk digunakan pada iterasi berikutnya.
• Fungsi main: Fungsi ini meminta pengguna untuk memasukkan dua bilangan, kemudian memanggil fungsi penjumlahan dan mencetak hasilnya.

Melakukan penjumlahan tanpa menggunakan operator aritmatika + mungkin terdengar aneh pada awalnya, tetapi dengan memahami operator bitwise dan cara kerjanya, pengembang dapat melakukannya dengan efisien. Metode ini bisa sangat berguna dalam situasi tertentu, terutama dalam pengembangan sistem tingkat rendah atau ketika ingin menghindari penggunaan operator aritmatika konvensional. Dengan latihan, pemrograman dengan operator bitwise dapat menjadi alat yang kuat dalam repertoar pengembang sebagai programmer C.

Baca Juga:

• 6 Contoh Program untuk Titik Sekuensial pada Bahasa C
• Penjelasan Singkat, Eksekusi Printf dengan Operator Increment pada Bahasa C
• Fakta tentang Sizeof pada Bahasa C
• 5 Fakta Antara Strlen vs Sizeof pada Bahasa C

Buatlah program untuk menemukan hasil positif bilangan bulat tanpa menggunakan operator apapun. Hanya printf() saja yang diperbolehkan pada program tersebut. Tidak ada fungsi library apapun yang boleh dipergunakan.

Solusi

Pernyataan sebelumnya merupakan bentuk pernyataan tricky, dimana hanya dengan menggunakan printf() saja sudah dapat ditemukan hasil penjumlahan dari dua angka yang merupakan return tipe dari printf() yang dicetak dilayar monitor. Dengan printf(), dapat ditemukan hasil penjumlahan antara dua angka bilangan bulat. Gunakan simbol '*' untuk mengindikasikan lebar minimum dari ouput. Contoh pada statement "printf("%*d", width, num);", maka nilai spesifik dari 'width' akan disubtitusi dari '*', dan 'num' akan mencetak lebar minimum yang spesifik. Jika angka dari digit pada 'num' lebih kecil dari 'width', maka output akan menghilang dalam suatu ruang kosong. Namun jika angka lebih besar, maka output akan dicetak. Pada program berikut, add() akan mengembalikan jumlah dari x dan y yang akan mencetak 2 space dengan lebar spesifik menggunakan x dan y. Sehingga total karakter yang dicetak setara dengan jumlah dari x dan y. Hal inilah mengapa add() mengembalikan nilai x+y.

Contoh:

#include<stdio.h> 

 

int add(int x, int y) 

{ 

return printf("%*c%*c", x, ' ', y, ' '); 

} 

 

// Driver code 

int main() 

{ 

printf("Sum = %d", add(3, 4)); 

 

return 0; 

}

Output:

Sum = 7

Output program adalah tujuh ruang yang diikuti oleh "Sum = 7". Leading space dapat dihindari dengan carriage return. Program berikut ini akan mencetak hasil tanpa spasi utama.

Contoh:

#include<stdio.h> 

 

int add(int x, int y) 

{ 

return printf("%*c%*c", x, '\r', y, '\r'); 

} 

 

// Driver code 

int main() 

{ 

printf("Sum = %d", add(3, 4)); 

 

return 0; 

}

Output:

Sum = 7

Contoh: metode lain pada bahasa C

#include<stdio.h> 

 

int main() 

{ 

int a=10,b=5,sum; 

 

while(b>0){ 

a++; 

b--; 

} 

 

printf("Sum=%d",a); 

 

return 0; 

}

Output:

sum = 15

Penjumlahan tanpa menggunakan operator aritmatika + dengan menggunakan operator bitwise memiliki beberapa kelebihan, terutama dalam konteks tertentu. Berikut adalah beberapa kelebihannya:

• Peningkatan Pemahaman tentang Operator Bitwise: Menggunakan operator bitwise untuk melakukan penjumlahan membantu programmer memahami bagaimana operasi bitwise bekerja. Ini adalah pengetahuan dasar yang sangat berguna, terutama dalam pemrograman sistem tingkat rendah.
• Efisiensi: Pada beberapa arsitektur dan kondisi tertentu, operasi bitwise dapat lebih cepat dibandingkan dengan operasi aritmatika konvensional. Ini karena operasi bitwise seringkali dapat dilakukan langsung pada level perangkat keras tanpa memerlukan unit aritmatika yang lebih kompleks.
• Portabilitas: Dalam situasi di mana operator aritmatika konvensional mungkin tidak tersedia atau terbatas, seperti pada beberapa sistem embedded atau arsitektur khusus, penggunaan operator bitwise dapat menjadi solusi alternatif yang efektif.
• Penggunaan dalam Algoritma Khusus: Beberapa algoritma khusus atau teknik optimasi memanfaatkan operasi bitwise untuk efisiensi yang lebih tinggi. Memahami cara melakukan operasi dasar seperti penjumlahan dengan operator bitwise dapat mempermudah implementasi algoritma-algoritma tersebut.
• Pengurangan Ketergantungan: Dalam pengembangan perangkat lunak yang sangat khusus, menghindari operator aritmatika konvensional dapat mengurangi ketergantungan pada pustaka atau fitur tertentu dari bahasa pemrograman, menjadikannya lebih portabel dan fleksibel.
• Latihan Mental: Melakukan penjumlahan tanpa menggunakan operator aritmatika konvensional adalah latihan yang baik untuk otak. Ini membantu dalam meningkatkan keterampilan logika dan pemecahan masalah, yang sangat berguna dalam pemrograman dan pengembangan perangkat lunak secara umum.

Contoh Kasus Penggunaan:

• Pemrograman Sistem dan Embedded: Dalam pengembangan firmware untuk mikrokontroler atau perangkat embedded, pemahaman tentang operasi bitwise sangat penting. Menggunakan operasi bitwise dapat menghemat siklus CPU dan mengoptimalkan penggunaan memori.
• Pengembangan Kompresi Data dan Enkripsi: Operasi bitwise sering digunakan dalam algoritma kompresi data dan enkripsi untuk manipulasi data pada level bit. Pengetahuan ini membantu dalam mengembangkan algoritma yang lebih efisien dan aman.
• Optimasi Kinerja pada Sistem Kritis: Dalam sistem yang sangat kritis terhadap kinerja, seperti sistem waktu nyata atau sistem dengan sumber daya terbatas, menggunakan operasi bitwise dapat memberikan keuntungan signifikan dalam hal kecepatan dan efisiensi.

Meskipun penjumlahan menggunakan operator bitwise mungkin tidak selalu praktis untuk penggunaan sehari-hari, memahami dan menguasainya memberikan banyak keuntungan dalam pemrograman, terutama dalam konteks yang membutuhkan optimasi tingkat rendah dan manipulasi bit langsung. Selain itu, ini meningkatkan pemahaman mendalam tentang cara kerja komputer pada level dasar, yang merupakan keterampilan berharga bagi setiap programmer.

Referensi Tambahan:

• 4 Contoh Program Operator Stringsizing dan Tokenpasting pada Bahasa C
• Penjelasan Singkat, Makro PRINT() pada Bahasa C
• Variabel Panjang Argumen Untuk Makro pada Bahasa C
• Fakta dan Penjelasan Makro Multibaris pada Bahasa C
• Fakta dan Penjelasan Makro Offset pada Bahasa C
• Penjelasan Singkat, Makro Prediksi Cabang pada GCC
• 2 Perbedaan Utama #define dan const pada Bahasa C

Artikel ini didedikasikan kepada: Adila Kartika Dewi, Agung Kumoro Adhi, Akmal Mahardika, Alya Salma Nuriasenda, dan Anabella Dhara Agusta.

Location: Semarang, Kota Semarang, Jawa Tengah, Indonesia

Berbagi :