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如何正確處理數組索引中的負數?

Linda Hamilton
發布: 2025-01-13 13:37:44
原創
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How Can We Correctly Handle Negative Numbers in Array Indexing?

陣列索引中的負數處理

在程式設計中,我們經常需要使用索引來存取陣列元素。雖然模運算子在處理正數時運作良好,但負數可能因為處理方式上的差異而帶來挑戰。

模運算的理解

模運算子(%)用來求第一個運算元除以第二個運算元的餘數。例如:

<code>4 % 3 == 1
3 % 3 == 0
2 % 3 == 2
1 % 3 == 1</code>
登入後複製

然而,在處理負數時,模運算子的行為有所不同:

<code>-1 % 3 == -1
-2 % 3 == -2
-3 % 3 == 0
-4 % 3 == -1</code>
登入後複製

這種與預期行為的偏差源自於模運算子的底層實現,它旨在產生一個非負餘數。

使用負數進行陣列索引

為了解決這種不一致性並確保正確的數組索引,我們需要一個自訂的模函數。一種實作方式如下:

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

此函數先計算餘數,然後如果餘數為負,則加上陣列長度。這樣可以確保即使對於負值,也能傳回數組中所需的索引。

另一種最佳化模運算次數的實作方式是:

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

這個版本使用條件語句而不是額外的模運算來達到相同的結果。

透過使用這些自訂的模函數,可以在陣列索引中有效地處理負數,確保獲得期望的結果。

範例實作

使用自訂的模函數,以下程式碼片段示範如何正確地使用負數索引數組:

<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>
登入後複製

有了這種改進的理解和自訂的模函數,負數將不再對精確的數組索引構成威脅。

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來源:php.cn
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