Cách tốt nhất để làm cho mô-đun của Java hoạt động giống như nó nên làm với số âm?

Trong java khi bạn làm

a % b

Nếu a là âm, nó sẽ trả về kết quả âm, thay vì quấn quanh b như bình thường. Cách tốt nhất để sửa lỗi này là gì? Cách duy nhất tôi có thể nghĩ là

a < 0 ? b + a : a % b

Nó hoạt động như nó phải a% b = a - a / b * b; tức là nó là phần còn lại.

Bạn có thể làm (a% b + b)% b

Biểu thức này hoạt động vì kết quả của (a % b)nhất thiết phải thấp hơn b, bất kể alà dương hay âm. Việc thêm bsẽ quan tâm đến các giá trị âm a, vì (a % b)là giá trị âm giữa -bvà 0, (a % b + b)nhất thiết phải thấp hơn bvà dương. Mô-đun cuối cùng ở đó trong trường hợp abắt đầu là tích cực, vì nếu alà tích cực (a % b + b)sẽ trở nên lớn hơn b. Do đó, hãy (a % b + b) % bbiến nó thành nhỏ hơn bmột lần nữa (và không ảnh hưởng đến các agiá trị âm ).

Kể từ Java 8, bạn có thể sử dụng Math.floorMod (int x, int y) và Math.floorMod (long x, long y) . Cả hai phương pháp này đều trả về kết quả giống như câu trả lời của Peter.

Math.floorMod( 2,  3) =  2
Math.floorMod(-2,  3) =  1
Math.floorMod( 2, -3) = -1
Math.floorMod(-2, -3) = -2

Đối với những người chưa sử dụng (hoặc không thể sử dụng) Java 8, Guava đã giải cứu với IntMath.mod () , có sẵn kể từ Guava 11.0.

IntMath.mod( 2, 3) = 2
IntMath.mod(-2, 3) = 1

Một lưu ý: không giống như Math.floorMod () của Java 8, số chia (tham số thứ hai) không được âm.

Trong lý thuyết số, kết quả luôn là số dương. Tôi đoán rằng điều này không phải lúc nào cũng đúng trong ngôn ngữ máy tính vì không phải tất cả các lập trình viên đều là nhà toán học. Hai xu của tôi, tôi sẽ coi đó là một khiếm khuyết thiết kế của ngôn ngữ, nhưng bạn không thể thay đổi nó bây giờ.

= MOD (-4,180) = 176 = MOD (176, 180) = 176

vì 180 * (-1) + 176 = -4 giống 180 * 0 + 176 = 176

Sử dụng ví dụ về đồng hồ ở đây, http://mathworld.wolfram.com/Congruence.html , bạn sẽ không nói thời lượng_of_time mod cycle_length là -45 phút, bạn sẽ nói là 15 phút, mặc dù cả hai câu trả lời đều thỏa mãn phương trình cơ sở.

Java 8 có Math.floorMod, nhưng nó rất chậm (triển khai của nó có nhiều phép chia, phép nhân và một điều kiện). Tuy nhiên, có thể JVM có một sơ khai được tối ưu hóa nội tại cho nó, điều này sẽ tăng tốc đáng kể.

Cách nhanh nhất để làm điều này mà không floorModcó giống như một số câu trả lời khác ở đây, nhưng không có nhánh có điều kiện và chỉ có một %op chậm .

Giả sử n là số dương và x có thể là bất kỳ thứ gì:

int remainder = (x % n); // may be negative if x is negative
//if remainder is negative, adds n, otherwise adds 0
return ((remainder >> 31) & n) + remainder;

Kết quả khi n = 3:

x | result
----------
-4| 2
-3| 0
-2| 1
-1| 2
 0| 0
 1| 1
 2| 2
 3| 0
 4| 1

Nếu bạn chỉ cần sự phân bố đồng đều giữa 0và n-1và không phải toán tử mod chính xác, và của bạn xkhông cụm lại gần 0, thì phần sau sẽ thậm chí còn nhanh hơn, vì có nhiều mức lệnh song song hơn và %tính toán chậm sẽ xảy ra song song với phần khác vì chúng không phụ thuộc vào kết quả của nó.

return ((x >> 31) & (n - 1)) + (x % n)

Kết quả cho phần trên với n = 3:

x | result
----------
-5| 0
-4| 1
-3| 2
-2| 0
-1| 1
 0| 0
 1| 1
 2| 2
 3| 0
 4| 1
 5| 2

Nếu đầu vào là ngẫu nhiên trong phạm vi đầy đủ của một int, phân phối của cả hai nghiệm sẽ giống nhau. Nếu các cụm đầu vào gần bằng 0, sẽ có quá ít kết quả ở n - 1giải pháp thứ hai.

Đây là một giải pháp thay thế:

a < 0 ? b-1 - (-a-1) % b : a % b

Công thức này có thể nhanh hơn hoặc không nhanh hơn công thức khác [(a% b + b)% b]. Không giống như công thức khác, nó chứa một nhánh, nhưng sử dụng một thao tác ít mô đun hơn. Có thể là một chiến thắng nếu máy tính có thể dự đoán đúng <0.

(Chỉnh sửa: Đã sửa công thức.)