Mod de número negativo está derretendo meu cérebro

Estou tentando modificar um número inteiro para obter uma posição de matriz para que ele faça um loop redondo. Fazer i % arrayLengthfunciona bem para números positivos, mas para números negativos tudo dá errado.

 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

então eu preciso de uma implementação de

int GetArrayIndex(int i, int arrayLength)

de tal modo que

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

Eu já fiz isso antes, mas por algum motivo está derretendo meu cérebro hoje :(

Eu sempre uso minha própria modfunção, definida como

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

Claro, se você está preocupado em ter duas chamadas para a operação do módulo, você pode escrevê-lo como

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

ou variantes dos mesmos.

A razão pela qual isso funciona é que "x% m" está sempre no intervalo [-m + 1, m-1]. Portanto, se for negativo, adicionar m a ele o colocará na faixa positiva sem alterar seu valor módulo m.

Observe que o operador% C # e C ++ não é realmente um módulo, é o restante. A fórmula para o módulo que você deseja, no seu caso, é:

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

Você precisa recodificar isso em C # (ou C ++), mas é assim que obtém o módulo e não o restante.

Implementação de linha %única usando apenas uma vez:

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

A resposta de ShreevatsaR não funcionará para todos os casos, mesmo se você adicionar "se (m <0) m = -m;", se você considerar dividendos / divisores negativos.

Por exemplo, -12 mod -10 será 8 e deve ser -2.

A implementação a seguir funcionará para dividendos / divisores positivos e negativos e está em conformidade com outras implementações (Java, Python, Ruby, Scala, Scheme, Javascript e Calculadora do Google):

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;
    }
}

Conjunto de testes usando 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 };
        }
    }

Adicionando alguma compreensão.

Pela definição euclidiana, o resultado da modificação deve ser sempre positivo.

Ex:

 int n = 5;
 int x = -3;

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

Resultado:

 -1

Comparando duas respostas predominantes

(x%m + m)%m;

e

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

Na verdade, ninguém mencionou o fato de que o primeiro pode dar um OverflowExceptiontempo enquanto o segundo não. Pior ainda, com o contexto desmarcado padrão, a primeira resposta pode retornar a resposta errada (veja, mod(int.MaxValue - 1, int.MaxValue)por exemplo). Portanto, a segunda resposta não apenas parece mais rápida, mas também mais correta.

Basta adicionar seu módulo (arrayLength) ao resultado negativo de% e você ficará bem.

Para os desenvolvedores mais atentos ao desempenho

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

Uma pequena comparação de desempenho

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

Quanto ao custo de desempenho do elenco para o uint, dê uma olhada aqui

Gosto do truque apresentado por Peter N Lewis neste tópico : "Se n tiver um intervalo limitado, você poderá obter o resultado desejado simplesmente adicionando um múltiplo constante conhecido do [divisor] que é maior que o valor absoluto do mínimo."

Então, se eu tenho um valor d que está em graus e quero tirar

d % 180f

e quero evitar os problemas se d for negativo, em vez disso, basta fazer o seguinte:

(d + 720f) % 180f

Isso pressupõe que, embora d possa ser negativo, sabe-se que nunca será mais negativo que -720.

Você espera um comportamento contrário ao comportamento documentado do operador% em c # - possivelmente porque espera que ele funcione de uma maneira que funcione em outro idioma com o qual você está mais acostumado. A documentação sobre estados c # (ênfase minha):

Para os operandos de tipos inteiros, o resultado de a% b é o valor produzido por a - (a / b) * b. O sinal do restante diferente de zero é o mesmo que o do operando esquerdo

O valor que você deseja pode ser calculado com uma etapa extra:

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

Uma implementação de linha única da resposta do dcastro (a mais compatível com outros idiomas):

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

Se você deseja manter o uso do %operador (não é possível sobrecarregar os operadores nativos em 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);
}

Caso de uso, ambos funcionam:

int r = (IntM)a % n;

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

Todas as respostas aqui funcionam muito bem se o seu divisor for positivo, mas não está completo. Aqui está minha implementação, que sempre retorna em um intervalo de [0, b), de modo que o sinal da saída seja o mesmo que o sinal do divisor, permitindo divisores negativos como o ponto final do intervalo de saída.

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

(onde real_tpode ser qualquer tipo de número)