在一个C程序中,我尝试了以下操作(只是为了检查行为)
x = 5 % (-3);
y = (-5) % (3);
z = (-5) % (-3);
printf("%d ,%d ,%d", x, y, z);
在gcc中输出为(2,-2,-2)我以为每次都会有积极的结果。模量可以是负的吗?有人能解释一下这种行为吗?
在一个C程序中,我尝试了以下操作(只是为了检查行为)
x = 5 % (-3);
y = (-5) % (3);
z = (-5) % (-3);
printf("%d ,%d ,%d", x, y, z);
在gcc中输出为(2,-2,-2)我以为每次都会有积极的结果。模量可以是负的吗?有人能解释一下这种行为吗?
模运算的结果取决于分子的符号,因此y和z都是-2
这是参考资料
http://www.chemie.fu-berlin.de/chemnet/use/info/libc/libc_14.html
整数的除法 介绍整数除法的函数。 这些函数在GNU C库中是多余的,因为在GNU C中 '/'运算符总是四舍五入到零。但是在其他C中 实现中,'/'可以用不同的负参数四舍五入。 Div和ldiv很有用,因为它们指定了如何舍入 商:趋于零。余数的符号和 分子。
C99要求当a/b是可表示的时:
(a/b) * b + a%b等于a
从逻辑上讲,这是有道理的。对吧?
让我们看看这会导致什么:
例A. 5/(-3) = -1
=> (-1) * (-3) + 5%(-3) = 5
这只能在5%(-3)= 2时发生。
例b (-5)/3 = -1
=> (-1) * 3 + (-5)%3 = -5
只有当(-5)%3为-2时才会发生这种情况
C中的%操作符不是模操作符而是余数操作符。
模运算符和余数运算符不同于负值。
对于余数运算符,结果的符号与被除数(分子)的符号相同,而对于模运算符,结果的符号与除数(分母)的符号相同。
C将a % b的%操作定义为:
a == (a / b * b) + a % b
用/表示整型除法,并截断为0。这是对0(而不是负无穷)的截断,它将%定义为余数运算符而不是模运算符。
根据C99规格:a == (a / b) * b + a % b
我们可以写一个函数来计算(a % b) == a - (a / b) * b!
int remainder(int a, int b)
{
return a - (a / b) * b;
}
对于模运算,我们可以有以下函数(假设b > 0)
int mod(int a, int b)
{
int r = a % b;
return r < 0 ? r + b : r;
}
我的结论是C中的a % b是一个余数运算,而不是一个模运算。
其他答案已经在C99或更高版本中解释过,涉及负操作数的整数除法总是截断为零。
注意,在C89中,结果向上舍入还是向下舍入是由实现定义的。因为(a/b) * b + a%b在所有标准中都等于a,包含负操作数的%的结果也是在C89中实现定义的。
我认为没有必要检查数字是否为负。
求正模的一个简单函数是这个-
编辑:假设N > 0和N + N - 1 <= INT_MAX
int modulo(int x,int N){
return (x % N + N) %N;
}
这对x的正负都成立。
原始p.s.:也正如@chux指出的那样,如果你的x和N可能分别达到INT_MAX-1和INT_MAX,只需将int替换为long long int。
如果它们也越过了long long的限制(即在LLONG_MAX附近),那么你应该分别处理正的和负的情况,在这里的其他答案中描述。
在数学中,这些惯例的起源,没有断言模算术应该产生一个正的结果。
Eg.
1 mod 5 = 1,但也可以等于-4。也就是说,1/5从0得到余数1或从5得到余数-4。(都是5的因数)
同样的, -1 mod 5 = -1,它也可以等于4。也就是说,-1/5从0得到余数-1或从-5得到余数4。(都是5的因数)
要进一步阅读,请参阅数学中的等价类。
模算子给出余数。 c中的模算子通常取分子的符号
X = 5%(-3)这里分子是正的,所以结果是2 Y =(-5) %(3)分子为负,结果为-2 Z =(-5) %(-3)这里分子是负的所以结果是-2
此外,模(余数)运算符只能用于整型,不能用于浮点数。
根据C99标准,第6.5.5节 乘法运算符,需要以下条件:
(a / b) * b + a % b = a
结论
余数运算结果的符号 到C99,和红利是一样的。
让我们看一些例子(除数/除数):
只有股息是负的
(-3 / 2) * 2 + -3 % 2 = -3
(-3 / 2) * 2 = -2
(-3 % 2) must be -1
当只有除数为负时
(3 / -2) * -2 + 3 % -2 = 3
(3 / -2) * -2 = 2
(3 % -2) must be 1
除数和被除数都为负
(-3 / -2) * -2 + -3 % -2 = -3
(-3 / -2) * -2 = -2
(-3 % -2) must be -1
6.5.5 Multiplicative operators Syntax multiplicative-expression: cast-expression multiplicative-expression * cast-expression multiplicative-expression / cast-expression multiplicative-expression % cast-expression Constraints Each of the operands shall have arithmetic type. The operands of the % operator shall have integer type. Semantics The usual arithmetic conversions are performed on the operands. The result of the binary * operator is the product of the operands. The result of the / operator is the quotient from the division of the first operand by the second; the result of the % operator is the remainder. In both operations, if the value of the second operand is zero, the behavior is undefined. When integers are divided, the result of the / operator is the algebraic quotient with any fractional part discarded [1]. If the quotient a/b is representable, the expression (a/b)*b + a%b shall equal a. [1]: This is often called "truncation toward zero".
模量可以是负的吗?
%可以是负数,因为它是余数运算符,是除法后的余数,而不是欧几里得除法后的余数。由于C99的结果可能是0,负或正。
// a % b
7 % 3 --> 1
7 % -3 --> 1
-7 % 3 --> -1
-7 % -3 --> -1
要的模OP是一个经典的欧几里得模,而不是%。
我以为每次都会有积极的结果。
要执行定义良好的欧几里得模,只要a/b有定义,a,b是任意符号,且结果永远不为负:
int modulo_Euclidean(int a, int b) {
int m = a % b;
if (m < 0) {
// m += (b < 0) ? -b : b; // avoid this form: it is UB when b == INT_MIN
m = (b < 0) ? m - b : m + b;
}
return m;
}
modulo_Euclidean( 7, 3) --> 1
modulo_Euclidean( 7, -3) --> 1
modulo_Euclidean(-7, 3) --> 2
modulo_Euclidean(-7, -3) --> 2
我认为在抽象算术中定义mod会更有用;不是作为一个运算,而是作为一个完全不同的算术类别,有不同的元素和不同的运算符。这意味着mod 3中的加法与“正常的”加法不同;这是;整数加法。
所以当你这样做的时候:
5 % -3
你试图将整数5映射到mod -3集合中的一个元素。这些是mod -3的元素:
{ 0, -2, -1 }
So:
0 => 0, 1 => -2, 2 => -1, 3 => 0, 4 => -2, 5 => -1
假设你因为某种原因不得不熬夜30个小时,那一天你还剩下几个小时?30 mod -24。
但是C语言实现的不是余,而是余数。不管怎样,关键是返回负号是有意义的。