Warum gibt ein Modulo-Vorgang einen unerwarteten Wert zurück?

Question

Warum wird der folgende Code gedruckt 255?

#include <stdint.h> 
#include <stdio.h> 

int main(void) { 
    uint8_t i = 0; 
    i = (i - 1) % 16; 
    printf("i: %d\n", i); 
    return 0; 
} 

I 15 angenommen, obwohl i - 1 in eine Ganzzahl auswertet.

Answer 1

Wegen integer promotions in der C-Norm. Kurz: Jeder Typ "kleiner" als int wird vor der Verwendung in int konvertiert. Sie können dies im Allgemeinen nicht vermeiden.

So was geht weiter:i wird zu int befördert. Der Ausdruck wird als int ausgewertet (die verwendeten Konstanten sind ebenfalls int). Der Modul ist -1. Dies wird dann durch die Zuweisung in uint8_t: 255 umgewandelt.

Für printf dann i ist integer-gefördert int (wieder): (int)255. Dies schadet jedoch nicht.

Beachten Sie, dass in C89 für , a % b nicht unbedingt negativ ist. Es wurde implementiert und könnte 15 sein. Da C99, -1 % 16 jedoch garantiert -1 ist, muss die Division den algebraischen Quotienten ergeben.

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Wenn Sie das Modul ein positives Ergebnis überprüfen wollen, müssen Sie den gesamten Ausdruck auswerten unsigned von i Gießen:

i = ((unsigned)i - 1) % 16; 

Empfehlung: Compiler-Warnungen aktivieren. Zumindest sollte die Konvertierung für die Zuweisung eine Abbruchwarnung geben.

Answer 2

Dies liegt daran, -1 % n-1 zurückkehren würde und NICHT n - 1¹. Da i in diesem Fall nicht signiert sind 8-Bit-int, wird es 255.

¹See this question for more details, wie Modulo für negative ganze Zahlen arbeitet in C/C++.

Answer 3

Das funktioniert (Displays 15) mit Microsoft C-Compiler (ohne stdint.h, so habe ich eine typedef):

#include <stdio.h> 
typedef unsigned char uint8_t; 

int main(void) { 
    uint8_t i = 0; 
    i = (uint8_t)(i - 1) % 16; 
    printf("i: %d\n", i); 
    return 0; 
} 

Der Grund für die 255 ist, weil (i - 1) gefördert wird, in Integer , und die Ganzzahldivision, die für% in C verwendet wird, rundet auf Null statt auf die negative Unendlichkeit ab (das Runden in Richtung der negativen Unendlichkeit ist die Art, wie es in Mathematik, Naturwissenschaften und anderen Programmiersprachen gemacht wird). Also für C% ist Null oder hat das gleiche Vorzeichen wie der Dividende (in diesem Fall -1% 16 == -1), während in Mathematik Modulo ist Null oder hat das gleiche Vorzeichen wie der Divisor.