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。

这是Python中的，基本上，字符串比较和一个状态机。

def divide_by_3(input):
  to_do = {}
  enque_index = 0
  zero_to_9 = (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
  leave_over = 0
  for left_over in (0, 1, 2):
    for digit in zero_to_9:
      # left_over, digit => enque, leave_over
      to_do[(left_over, digit)] = (zero_to_9[enque_index], leave_over)
      if leave_over == 0:
        leave_over = 1
      elif leave_over == 1:
        leave_over = 2
      elif leave_over == 2 and enque_index != 9:
        leave_over = 0
        enque_index = (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)[enque_index]
  answer_q = []
  left_over = 0
  digits = list(str(input))
  if digits[0] == "-":
    answer_q.append("-")
  digits = digits[1:]
  for digit in digits:
    enque, left_over = to_do[(left_over, int(digit))]
    if enque or len(answer_q):
      answer_q.append(enque)
  answer = 0
  if len(answer_q):
    answer = int("".join([str(a) for a in answer_q]))
  return answer

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。

这是经典的2进制除法算法

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main()
{
  uint32_t mod3[6] = { 0,1,2,0,1,2 };
  uint32_t x = 1234567; // number to divide, and remainder at the end
  uint32_t y = 0; // result
  int bit = 31; // current bit
  printf("X=%u   X/3=%u\n",x,x/3); // the '/3' is for testing

  while (bit>0)
  {
    printf("BIT=%d  X=%u  Y=%u\n",bit,x,y);
    // decrement bit
    int h = 1; while (1) { bit ^= h; if ( bit&h ) h <<= 1; else break; }
    uint32_t r = x>>bit;  // current remainder in 0..5
    x ^= r<<bit;          // remove R bits from X
    if (r >= 3) y |= 1<<bit; // new output bit
    x |= mod3[r]<<bit;    // new remainder inserted in X
  }
  printf("Y=%u\n",y);
}

并不是所有的答案都是面试官想听到的:

我的回答:

“我绝不会那样做，谁会为这种愚蠢的事情付出代价呢?”没有人 会有一个优势，它不是更快，它只是愚蠢。 教授设计师必须知道这一点，但这必须适用于所有数字，而不仅仅是除以3。”

3以2为底等于11。

所以只要做长除法(就像中学那样)，以2 × 11为底。以2为底比以10为底更简单。

对于从最有效位开始的每个位位:

判断prefix是否小于11。

如果它是输出0。

如果不是输出1，则替换前缀位进行适当的更改。只有三种情况:

 11xxx ->    xxx    (ie 3 - 3 = 0)
100xxx ->   1xxx    (ie 4 - 3 = 1)
101xxx ->  10xxx    (ie 5 - 3 = 2)

所有其他前缀都不可达。

重复到最低位，你就完成了。