什麼是模除計算機?
模除計算機是一種數學工具,能算出一個數(被除數)除以另一個數(除數)後所剩下的餘數。模除運算在許多程式語言中以「%」符號表示,用來找出除法後的餘數。
什麼時候會用到模除計算機?
模除運算在實務上有相當廣泛的應用:
- 在程式設計中用來實作循環(週期性)行為,例如將隨機數限制在特定範圍內
- 用來判斷一個數是奇數還是偶數(偶數符合 n % 2 = 0)
- 在密碼學與雜湊函數中,確保運算結果落在指定範圍內
模除該怎麼算?
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模除運算採用以下公式:
a mod b = a − b × floor(a ÷ b)
其中:
- a 為被除數(被除的那個數)
- b 為除數(用來除 a 的數)
- floor(x) 表示將 x 向下取整至最接近的整數
對整數而言,模除就是除法後剩下的餘數;對小數而言,則要先算出商,再將其向下取整為整數,最後算出餘數。
範例
範例一:基本整數模除
求 17 mod 5 的結果
| 被除數 (a) | 除數 (b) | 計算過程 | 結果 |
|---|---|---|---|
| 17 | 5 | 17 − 5 × floor(17 ÷ 5) = 17 − 5 × 3 = 17 − 15 | 2 |
範例二:被除數為負數
求 −13 mod 4 的結果
| 被除數 (a) | 除數 (b) | 計算過程 | 結果 |
|---|---|---|---|
| −13 | 4 | −13 − 4 × floor(−13 ÷ 4) = −13 − 4 × (−4) = −13 + 16 | 3 |
範例三:小數運算
求 7.5 mod 2.2 的結果
| 被除數 (a) | 除數 (b) | 計算過程 | 結果 |
|---|---|---|---|
| 7.5 | 2.2 | 7.5 − 2.2 × floor(7.5 ÷ 2.2) = 7.5 − 2.2 × 3 = 7.5 − 6.6 | 0.9 |
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