检查一个数字是否可被3整除[关闭]

Question

编写代码以确定数字是否可被3整除。函数的输入是单个位，0或1，如果到目前为止接收的数字是可被3整除的数字的二进制表示，则输出应为1，否则零。

例子：

input  "0":       (0)  output 1
inputs "1,0,0":   (4)  output 0
inputs "1,1,0,0": (6)  output 1

这是基于面试问题。我要求绘制逻辑门，但由于这是stackoverflow，我会接受任何编码语言。硬件实现的奖励点（verilog等）。

部分a（简单）：第一个输入是MSB。

b部分（稍微难一点）：第一个输入是LSB。

c部分（困难）：哪一个更快更小，（a）或（b）？（理论上不是Big-O意义上的，但实际上更快/更小。）现在采用较慢/较大的一个，并使其快/小与更快/更小的一个。

Answer 1

嘿

LSB的状态表：

说明：0可被3整除。 0 << 1 + 0 = 0。如果S = (S << 1 + I) % 3，重复使用O = 1和S == 0。

MSB状态表：

说明：0可被3整除。 0 >> 1 + 0 = 0。如果S = (S >> 1 + I) % 3，重复使用O = 1和S == 0。

S'与上面不同，但O的作用相同，因为S'在相同的情况下为0（00和11）。由于在两种情况下O都相同，O_LSB = O_MSB，因此要使MSB与LSB一样短，反之亦然，只需使用两者中最短的。

Answer 2

如果数字的总和可被3整除，则数字可被3整除。

所以你可以添加数字并得到总和：

如果总和大于或等于10，则使用相同的方法
如果它是3,6,9然后它是可分的
如果总和不同于3,6,9，则它不可分割

Answer 3

通过交替地加上和减去其十进制数字，确定一个数是否是11的倍数有一个相当着名的技巧。如果你在最后得到的数字是11的倍数，那么你开始时的数字也是11的倍数：

47278    4 - 7 + 2 - 7 + 8 = 0, multiple of 11     (47278 = 11 * 4298)
52214    5 - 2 + 2 - 1 + 4 = 8, not multiple of 11 (52214 = 11 * 4746 + 8)

我们可以将相同的技巧应用于二进制数。当且仅当其位的交替总和也是3的倍数时，二进制数是3的倍数：

4   = 100       1 - 0 + 0 = 1, not multiple of 3
6   = 110       1 - 1 + 0 = 0, multiple of 3
78  = 1001110   1 - 0 + 0 - 1 + 1 - 1 + 0 = 0, multiple of 3
109 = 1101101   1 - 1 + 0 - 1 + 1 - 0 + 1 = 1, not multiple of 3

无论是从MSB还是LSB开始都没有区别，因此以下Python函数在两种情况下都能正常工作。它需要一个迭代器一次返回一个位。 multiplier在1和2之间交替而不是1和-1，以避免取负数的模数。

def divisibleBy3(iterator):

    multiplier = 1
    accumulator = 0

    for bit in iterator:
        accumulator = (accumulator + bit * multiplier) % 3
        multiplier = 3 - multiplier

    return accumulator == 0

Answer 4

这里......新的东西...如何检查任何长度（甚至数千个数字）的二进制数是否可以被3整除。

-->((0))<---1--->()<---0--->(1)        ASCII representation of graph

从图片。

你从双圈开始。
如果你得到一个或零，如果数字在圆圈内，那么你留在那个圆圈里。但是，如果数字在一条线上，那么您将越过该线。
重复步骤2，直到消耗完所有数字。
如果你最终以双圈结束，那么二进制数可以被3整除。

您也可以使用它来生成可被3整除的数字。我不会想象将它转换成电路很难。

1使用图表的例子......

11000000000001011111111111101可被3整除（再次以双圈结束）

亲自试试吧。

您还可以执行类似的操作来执行MOD 10，用于将二进制数转换为基数为10的数字。（10个圆圈，每个圆圈加倍圈出并表示模数得到的值0到9）

编辑：这是从左到右运行的数字，虽然修改有限状态机接受反向语言并不困难。

注意：在图形的ASCII表示中（）表示单个圆，（（））表示双圆。在有限状态机中，这些被称为状态，双圆是接受状态（意味着它最终可被3整除的状态）

Answer 5

这是一种简单的手工操作方法。由于1 = 22 mod 3，对于每个正整数，我们得到1 = 22n mod 3。此外，2 = 22n + 1 mod 3.因此，可以通过计算奇数位位置的1位来确定整数是否可被3整除，将此数字乘以2，将偶数位加1位数加上它们结果并检查结果是否可以被3整除。

示例：5710 = 1110012。奇数位有2位，偶数位有2位。 2 * 2 + 2 = 6可被3整除。因此57可被3整除。

这也是解决问题c）的想法。如果一个反转二进制整数的位顺序，则所有位保持在偶数/奇数位置或所有位都改变。因此，反转整数n的位的顺序结果是一个整数，当且仅当n可被3整除时，该整数可被3整除。因此问题a）的任何解决方案都可以在不改变问题b）的情况下工作，反之亦然。嗯，也许这有助于弄清楚哪种方法更快......

Answer 6

您需要使用算术模3进行所有计算。这就是方法

MSB：

number=0
while(!eof)
    n=input()
    number=(number *2 + n) mod 3

if(number == 0)
    print divisible

LSB：

number = 0;
multiplier = 1;
while(!eof)
    n=input()
    number = (number + multiplier * n) mod 3
    multiplier = (multiplier * 2) mod 3

if(number == 0)
   print divisible

这是一般的想法......

现在，您的部分是了解为什么这是正确的。

是的，自己做作业;）

Answer 7

这个想法是数字可以任意增长，这意味着你不能在这里使用mod 3，因为你的数字将超出你的整数类的容量。

我们的想法是注意数字会发生什么。如果你在右边添加位，那么你实际做的是向左移一位并添加新位。

Shift-left与乘以2相同，添加新位是加0或1.假设我们从0开始，我们可以根据最后一个数的模3进行递归。

last | input || next | example
------------------------------------
0    | 0     || 0    | 0 * 2 + 0 = 0
0    | 1     || 1    | 0 * 2 + 1 = 1
1    | 0     || 2    | 1 * 2 + 0 = 2
1    | 1     || 0    | 1 * 2 + 1 = 0 (= 3 mod 3)
2    | 0     || 1    | 2 * 2 + 0 = 1 (= 4 mod 3)
2    | 1     || 2    | 2 * 2 + 1 = 2 (= 5 mod 3)

现在让我们看看当你向左边添加一些内容时会发生什么。首先，请注意：

22n对3 = 1

和

22n + 1对3 = 2

所以现在我们必须根据当前迭代是奇数还是偶数来向mod添加1或2。

last | n is even? | input || next | example
-------------------------------------------
d/c  | don't care | 0     || last | last + 0*2^n = last
0    | yes        | 1     || 0    | 0 + 1*2^n = 1 (= 2^n mod 3)
0    | no         | 1     || 0    | 0 + 1*2^n = 2 (= 2^n mod 3)
1    | yes        | 1     || 0    | 1 + 1*2^n = 2
1    | no         | 1     || 0    | 1 + 1*2^n = 0 (= 3 mod 3)
1    | yes        | 1     || 0    | 2 + 1*2^n = 0
1    | no         | 1     || 0    | 2 + 1*2^n = 1

Answer 8

input  "0":       (0)  output 1
inputs "1,0,0":   (4)  output 0
inputs "1,1,0,0": (6)  output 1

这最后的输入不应该是12，还是我误解了这个问题？

Answer 9

实际上LSB方法实际上会使这更容易。在C：

MSB方法：

/* 
Returns 1 if divisble by 3, otherwise 0
Note: It is assumed 'input' format is valid
*/
int is_divisible_by_3_msb(char *input) {
  unsigned value = 0;
  char *p = input;
  if (*p == '1') {
    value &= 1;
  }
  p++;
  while (*p) {
    if (*p != ',') {
      value <<= 1;
      if (*p == '1') {
        ret &= 1;
      }
    }
    p++;
  }
  return (value % 3 == 0) ? 1 : 0;
}

LSB方法：

/* 
Returns 1 if divisble by 3, otherwise 0
Note: It is assumed 'input' format is valid
*/
int is_divisible_by_3_lsb(char *input) {
  unsigned value = 0;
  unsigned mask = 1;
  char *p = input;
  while (*p) {
    if (*p != ',') {
      if (*p == '1') {
        value &= mask;
      }
      mask <<= 1;
    }
    p++;
  }
  return (value % 3 == 0) ? 1 : 0;
}

我个人很难相信其中一个会与另一个明显不同。

Answer 10

我认为Nathan Fellman在a和b部分的正确轨道上（除了b需要一个额外的状态：你需要跟踪你的数字位置是奇数还是偶数）。

我认为C部分的技巧是在每一步都否定last值。即0变为0,1变为2，2变为1。

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