为什么 C 的模运算符产生负结果？

C 中模数的负输出

在 C 中，与数学相比，对负数使用模运算符 (%) 可能会产生意想不到的结果期望。 Python 始终返回非负值，而 C 允许负输出。此行为源于 C 中整数除法和模运算的实现。

根据 C 的 ISO/IEC 14882 标准，如果第二个操作数为零，则模运算符的行为是实现定义的。对于非零操作数，标准规定：

• 商（除法所得）将向零舍入。
• 除法方程成立：(a / b) * b a % b = a.

因此，如果第二个操作数为正，第一个操作数为负，商将为负数。这导致在 C 的模运算中观察到负输出。

此设计决策可能受到以下几个因素的影响：

• 处理器架构： 整数除法和模通常作为处理器上的单个操作执行（例如，x86 上的 idiv），它优先考虑效率（在除法的常见情况下）数学精度。
• 一致性：向零舍入的行为与 C 中整数除法的其他方面一致。
• 性能：使用单个除法和取模运算简化了实现并可以改进性能。
• 兼容性： C 保持与 C 的兼容性，C 也具有此行为。

尽管标准允许这种实现定义的行为，但它可以让一些用户感到困惑。然而，了解这种设计选择背后的基本原理可以帮助阐明在 C 中使用模运算符时的预期结果。

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