如何将一个数除3而不使用*、/、+、-、%等运算符?
号码可以有签名,也可以没有签名。
如何将一个数除3而不使用*、/、+、-、%等运算符?
号码可以有签名,也可以没有签名。
当前回答
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。
其他回答
为什么我们不直接用在大学里学过的定义呢?结果可能效率低,但很清楚,因为乘法只是递归的减法,减法是加法,那么加法可以通过递归的异或/和逻辑端口组合来执行。
#include <stdio.h>
int add(int a, int b){
int rc;
int carry;
rc = a ^ b;
carry = (a & b) << 1;
if (rc & carry)
return add(rc, carry);
else
return rc ^ carry;
}
int sub(int a, int b){
return add(a, add(~b, 1));
}
int div( int D, int Q )
{
/* lets do only positive and then
* add the sign at the end
* inversion needs to be performed only for +Q/-D or -Q/+D
*/
int result=0;
int sign=0;
if( D < 0 ) {
D=sub(0,D);
if( Q<0 )
Q=sub(0,Q);
else
sign=1;
} else {
if( Q<0 ) {
Q=sub(0,Q);
sign=1;
}
}
while(D>=Q) {
D = sub( D, Q );
result++;
}
/*
* Apply sign
*/
if( sign )
result = sub(0,result);
return result;
}
int main( int argc, char ** argv )
{
printf( "2 plus 3=%d\n", add(2,3) );
printf( "22 div 3=%d\n", div(22,3) );
printf( "-22 div 3=%d\n", div(-22,3) );
printf( "-22 div -3=%d\n", div(-22,-3) );
printf( "22 div 03=%d\n", div(22,-3) );
return 0;
}
有人说……首先让它工作。注意,该算法应该适用于负Q…
用Pascal编写程序并使用DIV操作符。
因为问题被标记为c,你可以在Pascal中编写一个函数,然后在c程序中调用它;这样做的方法是特定于系统的。
但是这里有一个在我的Ubuntu系统上运行的例子,安装了Free Pascal fp-编译器包。(我这么做完全是出于不合时宜的固执;我不敢说这是有用的。)
divide_by_3。不是:
unit Divide_By_3;
interface
function div_by_3(n: integer): integer; cdecl; export;
implementation
function div_by_3(n: integer): integer; cdecl;
begin
div_by_3 := n div 3;
end;
end.
c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
extern int div_by_3(int n);
int main(void) {
int n;
fputs("Enter a number: ", stdout);
fflush(stdout);
scanf("%d", &n);
printf("%d / 3 = %d\n", n, div_by_3(n));
return 0;
}
构建:
fpc divide_by_3.pas && gcc divide_by_3.o main.c -o main
示例执行:
$ ./main
Enter a number: 100
100 / 3 = 33
使用计数器是一个基本的解决方案:
int DivBy3(int num) {
int result = 0;
int counter = 0;
while (1) {
if (num == counter) //Modulus 0
return result;
counter = abs(~counter); //++counter
if (num == counter) //Modulus 1
return result;
counter = abs(~counter); //++counter
if (num == counter) //Modulus 2
return result;
counter = abs(~counter); //++counter
result = abs(~result); //++result
}
}
也很容易执行一个模数函数,查看注释。
首先是我想到的。
irb(main):101:0> div3 = -> n { s = '%0' + n.to_s + 's'; (s % '').gsub(' ', ' ').size }
=> #<Proc:0x0000000205ae90@(irb):101 (lambda)>
irb(main):102:0> div3[12]
=> 4
irb(main):103:0> div3[666]
=> 222
编辑:对不起,我没有注意到标签c。但是你可以使用字符串格式的想法,我猜…
要将一个数除以3,而不使用乘法、除法、余数、减法或加法操作,在汇编编程语言中,惟一可用的指令是LEA(地址有效负载)、SHL(向左移动)和SHR(向右移动)。
在这个解决方案中,我没有使用与运算符+ - * /%相关的操作
我假设有输出数字在定点格式(16位整数部分和16位小数部分)和输入数字的类型是短int;但是,我已经近似输出的数量,因为我只能信任整数部分,因此我返回一个短int类型的值。
65536/6是固定点值,相当于1/3浮点数,等于21845。
21845 = 16384 + 4096 + 1024 + 256 + 64 + 16 + 4 + 1.
因此,要用1/3(21845)来做乘法,我使用指令LEA和SHL。
short int DivideBy3( short int num )
//In : eax= 16 Bit short int input number (N)
//Out: eax= N/3 (32 Bit fixed point output number
// (Bit31-Bit16: integer part, Bit15-Bit0: digits after comma)
{
__asm
{
movsx eax, num // Get first argument
// 65536 / 3 = 21845 = 16384 + 4096 + 1024 + 256 + 64 + 16 + 4 + 1
lea edx,[4*eax+eax] // EDX= EAX * 5
shl eax,4
lea edx,[eax+edx] // EDX= EDX + EAX * 16
shl eax,2
lea edx,[eax+edx] // EDX= EDX + EAX * 64
shl eax,2
lea edx,[eax+edx] // EDX= EDX + EAX * 256
shl eax,2
lea edx,[eax+edx] // EDX= EDX + EAX * 1024
shl eax,2
lea edx,[eax+edx] // EDX= EDX + EAX * 4096
shl eax,2
lea edx,[eax+edx+08000h] // EDX= EDX + EAX * 16384
shr edx,010h
movsx eax,dx
}
// Return with result in EAX
}
它也适用于负数;结果具有正数的最小近似值(逗号后的最后一位数字为-1)。
如果您不打算使用运算符+ - * /%来执行除3的操作,但可以使用与它们相关的操作,我建议另一种解决方案。
int DivideBy3Bis( short int num )
//In : eax= 16 Bit short int input number (N)
//Out: eax= N/3 (32 Bit fixed point output number
// (Bit31-Bit16: integer part, Bit15-Bit0: digits after comma)
{
__asm
{
movsx eax, num // Get first argument
mov edx,21845
imul edx
}
// Return with result in EAX
}