Java MOD运算符返回负值

Question

我有这种方法：

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

在我的示例中randomNo = 17719 qValue = 197920

当我用计算器计算它的返回值应该是224，但是，当我运行该程序时，它返回-32。

谁能解释一下。

Answer 1

一点提示。 如果将数字相乘（或相加）时出现意外的负值，则主要是数字溢出：

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

Answer 2

Java倾向于使用带符号的余数，而不是通常指模数（欧几里得除法的非负余数）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，这比较容易想到，因为它是对位的微不足道的操作，而不是复杂的除法算法的结果。

例如：

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

由于& 255保证只能设置结果的低8位，因此这可能不会产生负面结果，因此结果肯定在[0..255]范围内。

如果您想要结果的一些低位（例如最低的8位），则首先让乘法换行是可以的。 如果您想计算(x * y) MOD p其中p不是2的幂），它将无法正常工作，因为那样的话（在解决Java的带符号余数之后）实际的计算就变成（由于包装） ((x * y) MOD 2³²) MOD p 。 IFF p除以2³²（即iff p是不超过2³²的2的幂）， 然后将其简化为(x * y) MOD p 。

或更详细地说，乘积的位是“全”乘积的最低32位（两个32位整数的全积为64位），当然，如果我们只需要那些位（或一些）子集，例如最低的8），那就很好了。 但是，如果我们想要的结果取决于乘积的32个高位，那么显然我们将需要计算这些位。 (x * y) MOD p其中p不是2的幂）将取决于整个乘积的所有位。

Answer 3

17719*197920 = 3506944480 ，该值大于Integer.MAX_VALUE 。

这样，乘法会溢出int的范围，结果是-788022816 。

因此，采用模量会导致负面结果。

Answer 4

这里有两件事在起作用。

1. 将两个int相乘可以得到一个大于Integer.MAX_VALUE （2147483647）的数字，该数字会回绕为负数。
2. 在正数和负数上应用模数运算符将得出负数。

您需要考虑如何在给定大小写值（例如非常大的整数或负数）的情况下使用此函数。

例如generateNo(-100, 50)应该generateNo(-100, 50)什么？

您可能需要在做模之前确保您的值是正的，如下所示：

Math.abs(randomNo * value) % 256

但是，这实际上有一个非常有趣的Math.abs(Integer.MIN_VALUE) == Integer.MIN_VALUE情况，其中Math.abs(Integer.MIN_VALUE) == Integer.MIN_VALUE因为它会溢出。

而是在结果上使用Math.abs ：

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

我还将对此功能进行一些一般性的评论。 名称并不能真正解释其作用。 为什么generateNo ？ 毫无疑问，有很多方法可以生成数字。 我建议使用更具体的名称。

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

指定您想要更清楚地发生的事情，并使用描述这些事情的名称，可能会更容易考虑。

我还建议，在遇到此类问题时，请分解步骤，以便您了解发生了什么。 就像是：

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;
}