Мод від’ємного числа тане в моєму мозку

Я намагаюся модифікувати ціле число, щоб отримати позицію масиву, щоб він замикався. У i % arrayLengthнормальних цифр добре працює, але для від'ємних чисел все йде не так.

 4 % 3 == 1
 3 % 3 == 0
 2 % 3 == 2
 1 % 3 == 1
 0 % 3 == 0
-1 % 3 == -1
-2 % 3 == -2
-3 % 3 == 0
-4 % 3 == -1

тому мені потрібна реалізація

int GetArrayIndex(int i, int arrayLength)

такий, що

GetArrayIndex( 4, 3) == 1
GetArrayIndex( 3, 3) == 0
GetArrayIndex( 2, 3) == 2
GetArrayIndex( 1, 3) == 1
GetArrayIndex( 0, 3) == 0
GetArrayIndex(-1, 3) == 2
GetArrayIndex(-2, 3) == 1
GetArrayIndex(-3, 3) == 0
GetArrayIndex(-4, 3) == 2

Я робив це раніше, але чомусь це тане мозок сьогодні :(

Я завжди використовую власну modфункцію, визначену як

int mod(int x, int m) {
    return (x%m + m)%m;
}

Звичайно, якщо вас турбує два виклики до операції з модулем, ви можете записати це як

int mod(int x, int m) {
    int r = x%m;
    return r<0 ? r+m : r;
}

або його варіанти.

Причина, по якій це працює, полягає в тому, що "x% m" завжди знаходиться в діапазоні [-m + 1, m-1]. Тож якщо він взагалі від'ємний, додавання m до нього поставить його в позитивний діапазон, не змінюючи значення його модуля m.

Зверніть увагу, що оператор% C # і C ++ насправді НЕ є модулем, це залишок. Формула модуля, яку ви хочете, у вашому випадку така:

float nfmod(float a,float b)
{
    return a - b * floor(a / b);
}

Ви повинні перекодувати це в C # (або C ++), але це спосіб отримати модуль, а не залишок.

Однорядкова реалізація, використовуючи %лише один раз:

int mod(int k, int n) {  return ((k %= n) < 0) ? k+n : k;  }

Відповідь ShreevatsaR не буде працювати у всіх випадках, навіть якщо ви додасте "if (m <0) m = -m;", якщо ви враховуєте негативні дивіденди / дільники.

Наприклад, -12 мод -10 буде 8, а він повинен бути -2.

Наступна реалізація буде працювати як для позитивних, так і для негативних дивідендів / подільників і відповідає іншим реалізаціям (а саме Java, Python, Ruby, Scala, Scheme, Javascript та Google Calculator):

internal static class IntExtensions
{
    internal static int Mod(this int a, int n)
    {
        if (n == 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException("n", "(a mod 0) is undefined.");

        //puts a in the [-n+1, n-1] range using the remainder operator
        int remainder = a%n;

        //if the remainder is less than zero, add n to put it in the [0, n-1] range if n is positive
        //if the remainder is greater than zero, add n to put it in the [n-1, 0] range if n is negative
        if ((n > 0 && remainder < 0) ||
            (n < 0 && remainder > 0))
            return remainder + n;
        return remainder;
    }
}

Тестовий набір за допомогою xUnit:

    [Theory]
    [PropertyData("GetTestData")]
    public void Mod_ReturnsCorrectModulo(int dividend, int divisor, int expectedMod)
    {
        Assert.Equal(expectedMod, dividend.Mod(divisor));
    }

    [Fact]
    public void Mod_ThrowsException_IfDivisorIsZero()
    {
        Assert.Throws<ArgumentOutOfRangeException>(() => 1.Mod(0));
    }

    public static IEnumerable<object[]> GetTestData
    {
        get
        {
            yield return new object[] {1, 1, 0};
            yield return new object[] {0, 1, 0};
            yield return new object[] {2, 10, 2};
            yield return new object[] {12, 10, 2};
            yield return new object[] {22, 10, 2};
            yield return new object[] {-2, 10, 8};
            yield return new object[] {-12, 10, 8};
            yield return new object[] {-22, 10, 8};
            yield return new object[] { 2, -10, -8 };
            yield return new object[] { 12, -10, -8 };
            yield return new object[] { 22, -10, -8 };
            yield return new object[] { -2, -10, -2 };
            yield return new object[] { -12, -10, -2 };
            yield return new object[] { -22, -10, -2 };
        }
    }

Додайте трохи розуміння.

За евклідовим визначенням результат моди повинен бути завжди позитивним.

Наприклад:

 int n = 5;
 int x = -3;

 int mod(int n, int x)
 {
     return ((n%x)+x)%x;
 }

Вихід:

 -1

Порівнюючи дві переважні відповіді

(x%m + m)%m;

і

int r = x%m;
return r<0 ? r+m : r;

Ніхто насправді не згадував про те, що перший може кинути деякий OverflowExceptionчас, а другий не буде. Ще гірше, якщо за умовчанням не перевірено контекст, перша відповідь може повернути неправильну відповідь (див. mod(int.MaxValue - 1, int.MaxValue)Приклад). Тож друга відповідь не тільки здається швидшою, але й правильнішою.

Просто додайте свій модуль (arrayLength) до негативного результату%, і ви будете добре.

Для більшої продуктивності обізнані розробники

uint wrap(int k, int n) ((uint)k)%n

Невелике порівняння продуктивності

Modulo: 00:00:07.2661827 ((n%x)+x)%x)
Cast:   00:00:03.2202334 ((uint)k)%n
If:     00:00:13.5378989 ((k %= n) < 0) ? k+n : k

Що стосується вартості продуктивності відливання для uint, подивіться тут

Мені подобається трюк, який на цій темі представив Пітер Н Льюїс : "Якщо n має обмежений діапазон, то ви можете отримати результат, який ви хочете, просто додавши відомий постійний кратний [дільник], що перевищує абсолютне значення мінімум ".

Тож якщо у мене є значення d, яке є в градусах, і я хочу прийняти

d % 180f

і я хочу уникнути проблем, якщо d негативний, то натомість я просто роблю це:

(d + 720f) % 180f

Це передбачає, що хоча d може бути негативним, відомо, що воно ніколи не буде більш негативним, ніж -720.

Ви очікуєте поведінки, яка суперечить задокументованій поведінці% оператора в c # - можливо, тому, що ви очікуєте, що вона працює так, як вона працює іншою мовою, до якої ви звичні. Документація на C # держав (курсив мій):

Для операндів цілих типів результат% b - це значення, отримане a - (a / b) * b. Знак ненульового залишку такий же, як у лівого операнда

Значення, яке потрібно, можна обчислити одним додатковим кроком:

int GetArrayIndex(int i, int arrayLength){
    int mod = i % arrayLength;
    return (mod>=0) : mod ? mod + arrayLength;
}

Усі відповіді тут чудово працюють, якщо дільник позитивний, але це не зовсім повно. Ось моя реалізація, яка завжди повертається на діапазон [0, b), такий, що знак виходу є таким же, як знак дільника, що дозволяє негативним дільникам як кінцевій точці для вихідного діапазону.

PosMod(5, 3)віддача 2
PosMod(-5, 3)повертає 1
PosMod(5, -3)повертає -1
PosMod(-5, -3)прибутки-2

    /// <summary>
    /// Performs a canonical Modulus operation, where the output is on the range [0, b).
    /// </summary>
    public static real_t PosMod(real_t a, real_t b)
    {
        real_t c = a % b;
        if ((c < 0 && b > 0) || (c > 0 && b < 0)) 
        {
            c += b;
        }
        return c;
    }

(де real_tможе бути будь-який тип номера)

Однорядкова реалізація відповіді dcastro (найбільш сумісна з іншими мовами):

int Mod(int a, int n)
{
    return (((a %= n) < 0) && n > 0) || (a > 0 && n < 0) ? a + n : a;
}

Якщо ви хочете продовжувати використовувати %оператор (ви не можете перевантажувати нативні оператори в C #):

public class IntM
{
    private int _value;

    private IntM(int value)
    {
        _value = value;
    }

    private static int Mod(int a, int n)
    {
        return (((a %= n) < 0) && n > 0) || (a > 0 && n < 0) ? a + n : a;
    }

    public static implicit operator int(IntM i) => i._value;
    public static implicit operator IntM(int i) => new IntM(i);
    public static int operator %(IntM a, int n) => Mod(a, n);
    public static int operator %(int a, IntM n) => Mod(a, n);
}

Використовуйте регістр обох робіт:

int r = (IntM)a % n;

// Or
int r = a % n(IntM);