-1对256取模

  今天看c++primer5遇到了这个-1对256取模,负数取模还真的不清楚,所以查了查资料,供大家参考。

  原文是这样说的:C++中,把负值赋给unsigned 对象是完全合法的,其结果是初始值对无符号类型表示数值总数取模后的余数。所以,如果把-1赋给8位的unsigned char,那么结果是255,因为255是-1对256求模后的值。

  1.从数学角度解读:

  取模运算时,对于负数,应该加上被除数的整数倍,使结果大于或等于0之后,再进行运算.

  也就是:(-1)%256 = (-1+256)%256=255%256=255
  2.计算机存储角度:

  计算机中负数是以补码形式存储的,-1的补码11111111,转换成无符号数即是255的二进制编码。

 3.数据类型转换角度:(以下引用csdn论坛的多位答主的回答)

   这个运算其实就是数据类型的提升和隐式转化的问题  如果是  unsigned char a = -1;

  那么a%256经过了这么几步,  1.a 从 unsigned char 类型提升到 int,就是 0x000000ff  2.然后0x000000ff 与256取模 就是 0x000000ff

  下面把 a%256的结果(0x000000ff)赋给一个变量,这一步会导致输出的值到底是-1还是255,  第一种可能:

  unsigned char b = a%256; //0x000000ff从int转化为unsign char发生字节截断 就变为0xff  printf("%d",b);          //0xff从 unsigned char 类型提升到 int,就是 0x000000ff 所以输出应该为255

  第2种可能:

  char b = a%256; //0x000000ff从int转化为char发生字节截断 就变为0xff  printf("%d",b); //0xff从 char 类型提升到 int,就是 0xffffffff,这里是关键,有符号和无符号数的类型提升,  编译器采取不同的处理方式, 所以输出应该为-1

  当然你直接输出  printf("%d",a%256);//其实就是把0x000000ff直接输出,那应该是255

    另外如果是  char a = -1; 也可以根据类型提升和隐式转换得出结果,这个跟编译器应该没什么关系.

  一般来说(char,unsigned char,short,unsigned short)在做运算时候都会被类型提升到 int,  再从int转化到float(如果有)什么的,最后在根据目标变量类型,把算出来的中间结果进行类型转化,  就可以得到结果,

  再举个例子

  unsigned char a = 0x1;  unsigned char b = 0xff;

  unsigned char c = a+b; //c 的结果是 0x0;  int d = a+b;//d的结果是0x00000100

 c++一段代码验证:
1 unsigned char uc;    //声明一个无符号的字符,8位的,无符号字符类型的取值个数为256。
2 uc=-1;               //将-1赋给无符号的字符型对象(变量),
3                      //此过程会先将-1自动转换为无符号数,即 11111111 11111111,然后赋值给uc
4                      //但是uc只有8位,所以只保存了 11111111 11111111 的低8位数据,其它的位
5                      //就因为溢出而丢失了。-----因为溢出而丢失了其它位,就相当于取模运算了。
6 cout<<"uc as int is :"<<int(uc)<<endl;    //这一行将uc转换为整型输出,结果为255
7 //注意,11111111 11111111 是十六位的,但实际上也可能是32位的,因为我们现在的计算机都是32位的了。

  再贴上摘自百度百科的取模和取余的区别:

  取模运算(“Modulo Operation”)和取余运算(“Remainder Operation”)两个概念有重叠的部分但又不完全一致。主要的区别在于对负整数进行除法运算时操作不同。取模主要是用于计算机术语中。取余则更多是数学概念。

对于整型数a,b来说,取模运算或者求余运算的方法都是:

1.求 整数商: c = a/b;

2.计算模或者余数: r = a - c*b.

求模运算和求余运算在第一步不同: 取余运算在取c的值时,向0 方向舍入(fix()函数);而取模运算在计算c的值时,向负无穷方向舍入(floor()函数)。

例如:计算-7 Mod 4

那么:a = -7;b = 4;

第一步:求整数商c,如进行求模运算c = -2(向负无穷方向舍入),求余c = -1(向0方向舍入);

第二步:计算模和余数的公式相同,但因c的值不同,求模时r = 1,求余时r = -3。

归纳:当a和b符号一致时,求模运算和求余运算所得的c的值一致,因此结果一致。

当符号不一致时,结果不一样。求模运算结果的符号和b一致,求余运算结果的符号和a一致。

另外各个环境下%运算符的含义不同,比如c/c++,java 为取余,而python则为取模。

   

参考链接:http://bbs.csdn.net/topics/190074689

时间: 2024-11-09 22:10:45

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