배열 인덱싱에서 음수를 올바르게 처리하려면 어떻게 해야 합니까?

배열 인덱스의 음수 처리

프로그래밍에서는 배열 요소에 액세스하기 위해 인덱스를 사용해야 하는 경우가 많습니다. 모듈로 연산자는 양수를 사용할 때 잘 작동하지만 음수는 처리 방법의 차이로 인해 문제가 발생할 수 있습니다.

모듈 연산의 이해

모듈로 연산자(%)는 첫 번째 피연산자를 두 번째 피연산자로 나눈 나머지를 찾는 데 사용됩니다. 예:

<code>4 % 3 == 1
3 % 3 == 0
2 % 3 == 2
1 % 3 == 1</code>

그러나 모듈로 연산자는 음수를 처리할 때 다르게 동작합니다.

<code>-1 % 3 == -1
-2 % 3 == -2
-3 % 3 == 0
-4 % 3 == -1</code>

예상 동작과의 이러한 편차는 음수가 아닌 나머지를 생성하도록 설계된 모듈로 연산자의 기본 구현에서 비롯됩니다.

배열 인덱싱에 음수 사용

이러한 불일치를 해결하고 올바른 배열 인덱싱을 보장하려면 사용자 정의 모듈로 함수가 필요합니다. 이를 달성하는 한 가지 방법은 다음과 같습니다.

<code class="language-c++">int mod(int x, int m) {
    return (x%m + m)%m;
}</code>

이 함수는 먼저 나머지를 계산한 다음 나머지가 음수인 경우 배열 길이를 더합니다. 이렇게 하면 음수 값인 경우에도 배열의 원하는 인덱스가 반환됩니다.

모듈식 작업 수를 최적화하는 또 다른 방법은 다음과 같습니다.

<code class="language-c++">int mod(int x, int m) {
    int r = x%m;
    return r < 0 ? r + m : r;
}</code>

이 버전은 동일한 결과를 얻기 위해 추가적인 모듈로 연산 대신 조건문을 사용합니다.

이러한 사용자 정의 모듈로 함수를 사용하면 배열 인덱스의 음수를 효율적으로 처리하여 원하는 결과를 얻을 수 있습니다.

구현예

다음 코드 조각은 사용자 정의 모듈로 함수를 사용하여 음수가 포함된 배열의 색인을 올바르게 생성하는 방법을 보여줍니다.

<code class="language-c++">int GetArrayIndex(int i, int arrayLength) {
    return mod(i, arrayLength);
}

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</code>

이 향상된 이해와 사용자 정의 모듈로 기능을 통해 음수는 더 이상 정확한 배열 인덱싱에 위협이 되지 않습니다.

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