Java MOD 运算符 returns 负值

Question

我有这个方法：

private static int generateNo(int randomNo, int value){
    return   ((randomNo*value)%256);
}

在我的例子中随机数 = 17719 qValue = 197920

当我用计算器计算时，返回值应该是 224，然而，当我运行程序时，它 returns -32.

谁能解释一下。

Answer 1

17719*197920 = 3506944480，大于Integer.MAX_VALUE.

这样，乘法溢出了int的范围，结果是-788022816。

因此，取模会导致负结果。

Answer 2

一点提示。如果在乘法（或求和）数字时出现意外的负值，这主要是数字溢出：

private static int generateNo(int randomNo, int value) {
    return (int)(((long)randomNo * value) % 256);
}

Answer 3

这里有两件事在起作用。

将两个 int 相乘可以得到大于 Integer.MAX_VALUE (2147483647) 的数字，它回绕为负数。
对正数和负数应用取模运算符得到负数。

您需要考虑您希望此函数如何在给定边缘情况值（例如非常大的整数或负数）的情况下工作。

例如generateNo(-100, 50)应该生产什么？

您可能希望在执行模数之前确保您的值是正数，如下所示：

Math.abs(randomNo * value) % 256

然而，这实际上有一个非常有趣的边缘情况，其中 Math.abs(Integer.MIN_VALUE) == Integer.MIN_VALUE 因为它溢出了。

相反，在 结果上使用 Math.abs:

Math.abs((randomNo * value) % 256)

我还将提供一些关于此功能的一般性评论。这些名称并不能真正解释它的作用。为什么 generateNo？毫无疑问，有很多方法可以生成数字。我会建议一个更具体的名称。

参数，randomNo和value也有问题。为什么 generateNo 关心第一个参数是否随机？

更清楚地指定您想要发生的事情，并使用描述这些事情的名称，可能会更容易思考。

我还建议，当遇到此类问题时，分解步骤以便您了解发生了什么。类似于：

private static int generateNo(int randomNo, int value){
    final int product = randomNo * value;
    final int result = product % 256;

    // Breakpoint or System.out.println here, to understand the values...
    return result;
}

Answer 4

Java 属于使用 有符号余数 的阵营，而不是通常表示模数（欧几里德除法的非负余数）的运算。幸运的是，对于 2 的幂，有一个非常简单的解决方法：使用按位 &。无论如何，这更容易考虑，因为它是对位的微不足道的操作，而不是复杂除法算法的结果。

例如：

private static int generateNo(int randomNo, int value) {
    return randomNo * value & 255;
}

这不可能有负结果，因为& 255保证只能设置结果的低8位，所以结果肯定在[0..255]范围内。

如果您想要结果的一些较低位，那么让乘法先回绕是可以的，如此处（最低 8 位）。如果你想计算 (x * y) MOD p 其中 p 不是二的幂，它不能正常工作，因为然后（在解决 Java 的有符号余数之后）实际计算变成（由于包装）((x * y) MOD 2³²) MOD p。 IFF p 除以 2³²（即当且仅当 p 是不超过 2³² 的二的幂）then 简化为 (x * y) MOD p.

或者更比特级的观点：乘积的比特是"full"乘积的最低32位（两个32位整数的完整乘积有64位），当然如果我们只需要这些位（或它们的某些子集，例如最低的 8 位）就可以了。但如果我们想要的结果取决于乘积的 32 位高位，那么显然我们需要计算这些位。 (x * y) MOD p 其中 p 不是 2 的幂将取决于完整产品的所有位。

Java MOD 运算符 returns 负值

Java MOD operator returns negative value

java

negative-number

mod