如果現在給你出下面這道面試題,你能答出來嗎?
-7 % 3 = ?
那這個呢?
7 % (-3) = ?
正整數的取模大家應該玩的很溜了,(什麼,正數的都不會,那自己去谷歌吧,百度也行。) 對於負數呢,上週有人在一個群裡問這個問題,我以為我是會的,後來發現我的答案是錯的,索性就去研究了一番。
帶著問題我打開了維基百科 https://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation ,看到了這段話。
在幾乎所有的計算系統中,取模運算都滿足下面這個公式:
a = nq + r |r| < |a|
假設 q 是 a、b 相除得到的商(quotient),r 是相應的餘數(remainder)
然而,取模操作又依賴於編程語言和底層硬件。
我們現在用這個工具地址 https://c.runoob.com/ 打開我學習的語言,比如 Java/C,會發現
-7 % 3 = -1
7 % (-3) = 1
既然編程語言決定了結果,那換一種語言,比如 Python,發現結果竟然真的不一樣,你說神奇不神奇。
-7 % 3 = 2
7 % (-3) = -2
這是為什麼呢?
我們知道,當餘數不為 0 的時候,取整除(符號是「/」,叫法不一樣,可以糾正我一下),可能出現多種方式,下面是一些你應該知道的例子。
向上取整。向 +∞ 方向取最接近精確值的整數,也就是取比實際結果稍大的最小整數,也叫 Ceiling 取整。這種取整方式下,
17 / 10 = 2,5 / 2 = 3, -9 / 4 = -2
向下取整。向 -∞ 方向取最接近精確值的整數,也就是取比實際結果稍小的最大整數,也叫 Floor 取整。這種取整方式下,
17 / 10 = 1,5 / 2 = 2, -9 / 4 = -3
向零取整。向 0 方向取最接近精確值的整數,換言之就是捨去小數部分,因此又稱截斷取整(Truncate)。這種取整方式下,
17 / 10 = 1,5 / 2 = 2, -9 / 4 = -2
我們再來看剛才的公式
a = nq + r
我們知道商 q = a/n,從而得出
r = a - (a/n) * n
而 (a/n) 這個結果取決於上面幾種方式用哪個
下面我們就重點看這個 (a/n)
常用的計算機語言用的除法方式是下面這兩種,truncate 除法 和 floor 除法。
truncate 除法 即是上面的向零取整,也叫趨零截尾,而 floor 除法 即是上面的向下取整,也叫趨負無窮截尾。
而 Java/C 等語言用的是 truncate 除法,Python 用的是 floor 除法。
這下就明白了吧,現在我們再來看開始的面試題。
在 Java/C 中,
-7 % 3 = -1
7 % (-3) = 1
// 下面是推倒過程
-7 % 3 = -7 - trunc(-7/3) * 3 = -7 - (-2) * 3 = -7 + 6 = -1
7 % (-3) = 7 - trunc(7 / (-3)) * (-3) = 7 - (-2) * (-3) = 7 - 6 = 1
在 Python 中,
-7 % 3 = 2
7 % (-3) = -2
## 下面是推倒過程
-7 % 3 = -7 - floor(-7/3) * 3 = -7 - (-3) * 3 = -7 + 9 = 2
7 % (-3) = 7 - floor(7 / (-3)) * (-3) = 7 - (-3) * (-3) = 7 - 9 = -2
如果是其他語言,先去搞清楚是用的那種方式。
本文參考:
Modulo operation:
https://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation
負數取模怎麼算:
https://www.jianshu.com/p/452c1a5acd31
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