如何在C/C++/Obj-C中编写处理负数的模(%)运算符

Question

我最讨厌的C派生语言之一(作为一个数学家)是

(-1) % 8 // comes out as -1, and not 7

fmodf(-1,8) // fails similarly

最好的解决方案是什么？

C++允许模板和操作符重载的可能性，但这两者对我来说都是浑水摸鱼。感激不尽地收到示例。

Answer 1

首先，我想指出的是，你甚至不能依赖(-1) % 8 == -1这个事实。你唯一可以依赖的就是那个(x / y) * y + ( x % y) == x。但是，其余部分是否为负取决于实现定义。

现在为什么要在这里使用模板呢？ints和long类型的重载就可以了。

int mod (int a, int b)
{
   int ret = a % b;
   if(ret < 0)
     ret+=b;
   return ret;
}

现在你可以把它叫做mod(-1,8)，它看起来是7。

编辑:我在代码中发现了一个bug。如果b是负的，它将不起作用。所以我认为这样更好：

int mod (int a, int b)
{
   if(b < 0) //you can check for b == 0 separately and do what you want
     return -mod(-a, -b);   
   int ret = a % b;
   if(ret < 0)
     ret+=b;
   return ret;
}

引用: C++03第5.6条第4条：

二元/运算符产生商，二元%运算符产生第一个表达式除以第二个表达式的余数。如果/或%的第二个操作数为0，则行为未定义；否则( a /b)*b + a%b等于a。如果两个操作数都为非负，则余数为非负；如果不是，则余数的符号为implementation-defined.

Answer 2

下面是一个C函数，它处理两个操作数的正、负整数或小数值

#include <math.h>
float mod(float a, float N) {return a - N*floor(a/N);} //return in range [0, N)

从数学的角度来看，这无疑是最优雅的解决方案。但是，我不确定它在处理整数时是否健壮。在转换int -> fp -> int时，有时会出现浮点错误。

我将此代码用于非int s，并将一个单独的函数用于int。

注意:需要陷阱N= 0！

测试仪代码：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

float mod(float a, float N)
{
    float ret = a - N * floor (a / N);

    printf("%f.1 mod %f.1 = %f.1 \n", a, N, ret);

    return ret;
}

int main (char* argc, char** argv)
{
    printf ("fmodf(-10.2, 2.0) = %f.1  == FAIL! \n\n", fmodf(-10.2, 2.0));

    float x;
    x = mod(10.2f, 2.0f);
    x = mod(10.2f, -2.0f);
    x = mod(-10.2f, 2.0f);
    x = mod(-10.2f, -2.0f);

    return 0;
}

(注意:您可以直接在CodePad：http://codepad.org/UOgEqAMA中编译并运行它)

输出：

fmodf(- 10.2，2.0) = -0.20 ==故障！10.2模块2.0 = 0.2

10.2模块-2.0 = -1.8

-10.2模块2.0 = 1.8

-10.2模块-2.0 = -0.2

Answer 3

我刚刚注意到，Bjarne Stroustrup将%标记为剩余运算符，而不是模运算符。

我敢打赌，这是它在ANSI & C++规范中的正式名称，术语的滥用已经悄然而至。有人知道这是事实吗？

但如果是这种情况，那么C的fmodf()函数(可能还有其他函数)是非常误导的。它们应该被标记为fremf()，等等