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模除求余

模除求余,也稱為取模運算或取余運算,是數學和計算機科學中的一個基本概念。它指的是計算兩個數相除後的餘數。在數學中,這通常指的是求兩個整數相除的餘數,而在計算機科學中,這個概念被廣泛用於各種算法和數據結構中。

定義和公式:

定義:對於整數a和b(b不為0),模除求余的結果是唯一的非負整數r,滿足a = k*b + r,其中k是a除以b的整數商。

公式:r = a - k*b,其中k是a除以b的整數商。

區別:

取模運算(Modulo Operation):主要用於計算機科學中。在計算整數商時,向負無窮方向捨入(使用floor()函式)。

取余運算(Remainder Operation):更多用於數學中。在計算整數商時,向0方向捨入(使用fix()函式)。

例子:

計算-7 mod 4,首先求整數商c = [-7 / 4],使用floor()函式,c = -2。然後計算餘數r = -7 - (-2 * 4),r = -7 + 8,r = 1。所以,-7 mod 4的結果是1。

套用:

在數論和程式設計中有廣泛的套用,如奇偶數判別、素數判別、模冪運算、最大公約數求法、中國剩餘定理等。

注意事項:

取模運算和取余運算的結果符號與被除數a的符號相同。

對於給定的模m,所有整數按照模m的餘數不同可以被分成m個不相交的子集,這些子集被稱為m的同餘類或剩餘類。

通過以上分析,我們可以看到模除求余不僅是一個基本的數學概念,也是計算機科學中非常重要的一個工具。它不僅用於計算餘數,還廣泛套用於各種算法和數據結構中,對於理解數論和程式設計都有著重要的意義。