Pourquoi l'opérateur Modulo de C renvoie-t-il parfois des nombres négatifs ?

Pourquoi C génère des nombres négatifs pour l'opérateur modulo

En mathématiques, l'opération modulo donne une valeur non négative lorsque les deux opérandes sont non négatif. Cependant, en C , modulo génère des nombres négatifs lorsqu'un ou les deux opérandes sont négatifs.

Spécification ISO/IEC 14882

Selon la norme ISO/IEC 14882:2003(E ), l'opérateur modulo donne le reste de la division du premier opérande par le second. Si le deuxième opérande est négatif, le signe du résultat est défini par l'implémentation.

Raison d'être de l'implémentation C

L'implémentation C suit l'algorithme « d'arrondi vers zéro » défini dans la norme ISO/CEI 1539:1991. Cet algorithme arrondit le quotient de la division vers zéro, donc les nombres négatifs sont arrondis aux nombres positifs. Le rappel est ensuite calculé comme la différence entre le dividende d'origine et le produit du quotient et du diviseur.

Considérations architecturales

Sur les processeurs x86, la division entière et le modulo sont effectuée par une seule instruction appelée « idiv » (ou « div » pour les valeurs non signées). Cette instruction produit à la fois le quotient et le reste dans des registres séparés.

Précédence de l'efficacité et de la compatibilité

C et C donnent la priorité à l'efficacité et à la compatibilité sur l'exactitude mathématique. La division entière et le modulo sont des opérations fréquemment utilisées, et leur mise en œuvre efficace à l'aide de l'instruction idiv du processeur simplifie la mise en œuvre et réduit les frais généraux.

De plus, le maintien de la compatibilité avec C garantit que le code C peut facilement s'interfacer avec les bases de code C existantes.

🎜>Implications pour l'accès à la structure de données

Lors de l'utilisation de modulo pour accéder aux éléments d'une donnée structure, il est important de s’assurer que le résultat n’est pas négatif. Dans les cas où des valeurs négatives peuvent en résulter, une logique supplémentaire peut être nécessaire pour convertir le résultat en un indice positif.

Implémentations alternatives

Bien que la norme ISO/IEC ne le fasse pas exigent que modulo renvoie toujours des valeurs positives, certains langages ont opté pour une approche différente. Par exemple, l'opérateur % de Python renvoie toujours une valeur non négative, même lorsque les opérandes sont négatifs.

Conclusion

L'implémentation C de l'opérateur modulo génère des nombres négatifs lorsqu'un ou les deux opérandes sont négatifs en raison d'une combinaison de considérations architecturales, du respect de la norme ISO/IEC et d'une priorisation de l'efficacité et de la compatibilité avec C. Bien que ce comportement peut paraître contre-intuitif dans certains contextes, cela reflète les choix pratiques d'implémentation faits lors de la conception du langage C.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!