使用黑客的喜悦魔术数字计算器

int divideByThree(int num)
{
  return (fma(num, 1431655766, 0) >> 32);
}

其中fma是在math.h头文件中定义的标准库函数。

以下是我的解决方案:

public static int div_by_3(long a) {
    a <<= 30;
    for(int i = 2; i <= 32 ; i <<= 1) {
        a = add(a, a >> i);
    }
    return (int) (a >> 32);
}

public static long add(long a, long b) {
    long carry = (a & b) << 1;
    long sum = (a ^ b);
    return carry == 0 ? sum : add(carry, sum);
}

首先，请注意

1/3 = 1/4 + 1/16 + 1/64 + ...

现在，剩下的很简单!

a/3 = a * 1/3  
a/3 = a * (1/4 + 1/16 + 1/64 + ...)
a/3 = a/4 + a/16 + 1/64 + ...
a/3 = a >> 2 + a >> 4 + a >> 6 + ...

现在我们要做的就是把a的这些位移位值加在一起!哦!但是我们不能做加法，所以我们必须使用位操作符来编写一个加法函数!如果您熟悉逐位操作符，那么我的解决方案应该看起来相当简单……但以防你不懂，我会在最后讲一个例子。

另一件需要注意的事情是，首先我左移30!这是为了确保分数不会四舍五入。

11 + 6

1011 + 0110  
sum = 1011 ^ 0110 = 1101  
carry = (1011 & 0110) << 1 = 0010 << 1 = 0100  
Now you recurse!

1101 + 0100  
sum = 1101 ^ 0100 = 1001  
carry = (1101 & 0100) << 1 = 0100 << 1 = 1000  
Again!

1001 + 1000  
sum = 1001 ^ 1000 = 0001  
carry = (1001 & 1000) << 1 = 1000 << 1 = 10000  
One last time!

0001 + 10000
sum = 0001 ^ 10000 = 10001 = 17  
carry = (0001 & 10000) << 1 = 0

Done!

这就是你小时候学过的简单加法!

111
 1011
+0110
-----
10001

这个实现失败了，因为我们不能把方程的所有项相加:

a / 3 = a/4 + a/4^2 + a/4^3 + ... + a/4^i + ... = f(a, i) + a * 1/3 * 1/4^i
f(a, i) = a/4 + a/4^2 + ... + a/4^i

假设div_by_3(a) = x的结果，则x <= floor(f(a, i)) < a / 3。当a = 3k时，我们得到错误的答案。

log(pow(exp(number),0.33333333333333333333)) /* :-) */

你可以考虑用图或树状结构来解决这个问题。基本上生成的顶点数与要除以3的数一样多。然后继续将每个未配对的顶点与其他两个顶点配对。

粗糙的伪代码:

function divide(int num)
    while(num!=0)
        Add a new vertice to vertiexList.
        num--
    quotient = 0
    for each in vertexList(lets call this vertex A)
        if vertexList not empty
            Add an edge between A and another vertex(say B)
        else
            your Remainder is 1 and Quotient is quotient
        if vertexList not empty
            Add an edge between A and another vertex(say C)
        else
            your remainder is 2 and Quotient is quotient
        quotient++
        remove A, B, C from vertexList
    Remainder is 0 and Quotient is quotient

这显然是可以优化的，复杂度取决于你的数字有多大，但它应该工作，只要你能做++和——。 这就像数更酷的东西一样。

很有趣的是，没有人回答一个泛泛的划分:

/* For the given integer find the position of MSB */
int find_msb_loc(unsigned int n)
{
    if (n == 0)
        return 0;

    int loc = sizeof(n)  * 8 - 1;
    while (!(n & (1 << loc)))
        loc--;
    return loc;
}


/* Assume both a and b to be positive, return a/b */
int divide_bitwise(const unsigned int a, const unsigned int b)
{
    int int_size = sizeof(unsigned int) * 8;
    int b_msb_loc = find_msb_loc(b);

    int d = 0; // dividend
    int r = 0; // reminder
    int t_a = a;
    int t_a_msb_loc = find_msb_loc(t_a);
    int t_b = b << (t_a_msb_loc - b_msb_loc);

    int i;
    for(i = t_a_msb_loc; i >= b_msb_loc; i--)  {
        if (t_a > t_b) {
            d = (d << 1) | 0x1;
            t_a -= t_b; // Not a bitwise operatiion
            t_b = t_b >> 1;
         }
        else if (t_a == t_b) {
            d = (d << 1) | 0x1;
            t_a = 0;
        }
        else { // t_a < t_b
            d = d << 1;
            t_b = t_b >> 1;
        }
    }

    r = t_a;
    printf("==> %d %d\n", d, r);
    return d;
}

按位加法已经在其中一个答案中给出，所以跳过它。

#!/bin/ruby

def div_by_3(i)
  i.div 3        # always return int http://www.ruby-doc.org/core-1.9.3/Numeric.html#method-i-div
end