Мод отрицательного числа тает мой мозг

Я пытаюсь изменить целое число, чтобы получить позицию массива, чтобы он зациклился. Выполнение i % arrayLengthработает хорошо для положительных чисел, но для отрицательных чисел все идет не так, как надо.

 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

так что мне нужна реализация

int GetArrayIndex(int i, int arrayLength)

такой, что

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 делал это раньше, но почему-то сегодня мой мозг тает :(

Я всегда использую свою собственную modфункцию, определенную как

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

Конечно, если вам надоело иметь два вызова операции модуля, вы можете написать это как

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

или их варианты.

Причина, по которой это работает, заключается в том, что «x% m» всегда находится в диапазоне [-m + 1, m-1]. Поэтому, если он вообще отрицательный, добавление m к нему приведет к положительному диапазону, не меняя его значения по модулю m.

Обратите внимание, что оператор% C # и C ++ на самом деле НЕ является модулем, это остаток. Формула для модуля по вашему желанию в вашем случае:

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

Вы должны перекодировать это в C # (или C ++), но это способ, которым вы получаете по модулю, а не остаток.

Однострочная реализация, использующая %только один раз:

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

Ответ ShreevatsaR не будет работать во всех случаях, даже если вы добавите «if (m <0) m = -m;», если вы учтете отрицательные дивиденды / делители.

Например, -12 мод -10 будет 8, и это должно быть -2.

Следующая реализация будет работать как для положительных, так и для отрицательных дивидендов / делителей и соответствует другим реализациям (а именно, Java, Python, Ruby, Scala, Scheme, Javascript и Google's 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;
    }
}

Тестовый набор с использованием 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 };
        }
    }

Добавление некоторого понимания.

По евклидову определению мод мод всегда должен быть положительным.

Пример:

 int n = 5;
 int x = -3;

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

Вывод:

 -1

Сравнивая два преобладающих ответа

(x%m + m)%m;

и

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

На самом деле никто не упомянул тот факт, что первый может бросить, OverflowExceptionа второй нет. Хуже того, при непроверенном контексте по умолчанию первый ответ может вернуть неправильный ответ (см., mod(int.MaxValue - 1, int.MaxValue)Например). Таким образом, второй ответ не только кажется более быстрым, но и более правильным.

Просто добавьте свой модуль (arrayLength) к отрицательному результату%, и все будет в порядке.

Для более эффективной работы разработчиков

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

Небольшое сравнение производительности

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

Что касается производительности стоимость приведения к Uint, посмотрите здесь

Мне нравится трюк, представленный Питером Н. Льюисом в этой теме : «Если n имеет ограниченный диапазон, то вы можете получить желаемый результат, просто добавив известную постоянную, кратную [делителю], которая больше абсолютного значения минимум «.

Так что, если у меня есть значение d в градусах, и я хочу взять

d % 180f

и я хочу избежать проблем, если d отрицательно, то вместо этого я просто делаю это:

(d + 720f) % 180f

Это предполагает, что хотя d может быть отрицательным, известно, что оно никогда не будет более отрицательным, чем -720.

Вы ожидаете поведения, которое противоречит документированному поведению оператора% в c # - возможно, потому, что вы ожидаете, что оно будет работать так, как оно работает на другом языке, к которому вы более привыкли. Документация на C # государств (курсив мой):

Для операндов целочисленных типов результатом a% b является значение, создаваемое a - (a / b) * b. Знак ненулевого остатка такой же, как и у левого операнда

Требуемое значение можно рассчитать с помощью одного дополнительного шага:

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

Однострочная реализация ответа dcastro (наиболее совместимого с другими языками):

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

Если вы хотите сохранить использование %оператора (вы не можете перегружать нативные операторы 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);
}

Вариант использования, оба работает:

int r = (IntM)a % n;

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

Все ответы здесь отлично работают, если ваш делитель положительный, но не совсем полный. Вот моя реализация, которая всегда возвращает диапазон[0, b) , такой, что знак выхода совпадает со знаком делителя, что позволяет использовать отрицательные делители в качестве конечной точки для выходного диапазона.

PosMod(5, 3)возвращает 2
PosMod(-5, 3)возвращает 1
PosMod(5, -3)возвращает -1
PosMod(-5, -3)возвращает-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;
    }

(где real_tможет быть любой тип номера)