アルゴリズムとプログラミング

基本情報技術者試験数値演算」の問題

アルゴリズムとプログラミングアルゴリズムとプログラミング計算問題難易度:hard
次の擬似言語は乗算記号を使わず、被乗数 a を係数 b の各ビットに応じて加算することで a × b を計算する手続である。<< は左シフト、>> は右シフト、AND はビットごとの論理積を表す。a = 23、b = 11 を与えて実行したとき、戻り値はどれか。
○整数型: mul(整数型: a, 整数型: b)
  整数型: result ← 0
  while (b が 0 より大きい)
    if ((b AND 1) が 1 と等しい)
      result ← result + a
    endif
    a ← a << 1
    b ← b >> 1
  endwhile
  return result
34
2530
253
46
正解
253

b の最下位ビットが 1 のとき現在の a を加え、毎回 a を 2 倍・b を右シフトする。b=1011 なので 23・46・184 を足して 253 となり、23×11 に一致するため ウが正しい。

?選択肢ごとの解説

ア ×a と b を加算 23+11=34 とした、乗算ではなく加算と取り違えた誤りである。
イ ×正解 253 の桁を取り違えて 10 倍に膨らませた 2530 とした桁の誤りである。
ウ ○b の最下位ビットが 1 のとき現在の a を加え、毎回 a を 2 倍・b を右シフトする。b=1011 なので 23・46・184 を足して 253 となり、23×11 に一致するため ウが正しい。
エ ×a を 1 回だけ 2 倍した 46(=23×2)で止めた、ループを途中で打ち切った誤りである。

くわしく

この手法はロシア農民乗算に相当し、b の各ビットが 1 のとき対応する 2 の冪倍の a を加える。シフトで a が 2 倍ずつ増えるため、結果は a×b に一致する。

本番での押さえどころ

試験のコツ

b を 2 進に直し、ビットが 1 の位だけ『その時点の a』を加えると追いやすい。

覚え方

『b のビットが立っていたら今の a を足す、毎回 a は倍』と覚える。

よくある誤り

b の最下位ビット判定(b AND 1)を取り違える、a の左シフトを忘れて a が増えないまま加算するミスが多い。

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