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取模運算的性質

對於整型數a,b來說,取模運算或者求餘運算的方法都是:

1.求 整數商: c = a/b;

2.計算模或者餘數: r = a - c*b.

求模運算和求餘運算在第一步不同: 取餘運算在取c的值時,向0 方向舍入(fix()函式);而取模運算在計算c的值時,向負無窮方向舍入(floor()函式)。

例如:計算-7 Mod 4

那麼:a = -7;b = 4;

第一步:求整數商c,如進行求模運算c = -2(向負無窮方向舍入),求餘c = -1(向0方向舍入);

第二步:計算模和餘數的公式相同,但因c的值不同,求模時r = 1,求餘時r = -3。

歸納:當a和b符號一致時,求模運算和求餘運算所得的c的值一致,因此結果一致。

當符號不一致時,結果不一樣。求模運算結果的符號和b一致,求餘運算結果的符號和a一致。比如上式:-7取模4=1 -7取餘4=-3

另外各個環境下%運算子的含義不同,比如c/c++,java 為取餘,即結果的符號和a一致!?

取模基本性質:

  若p|(a-b),則a≡b (% p)。例如 11 ≡ 4 (% 7), 18 ≡ 4(% 7)  

                     理解:減去相同餘數,剩下的整除?

  (a % p)=(b % p)意味a≡b (% p)     理解:餘數相同

  對稱性:a≡b(%p)等價於b≡a(%p)理解:顯然!在C中p|(a-b),則p|(b-a),相反數。

  傳遞性:若a≡b (% p)且b≡c (% p) ,則a≡c (% p)    理解:餘數都相同

?取模運算性質:

  模運算與基本四則運算有些相似,但是除法例外。其規則如下:

  (a + b) % p = (a % p + b % p) % p (1)

  (a - b) % p = (a % p - b % p) % p (2)

  (a * b) % p = (a % p * b % p) % p (3)      

  a ^ b % p = ((a % p)^b) % p (4)

  結合律:

  ((a+b) % p + c) % p = (a + (b+c) % p) % p (5)

  ((a*b) % p * c)% p = (a * (b*c) % p) % p (6)

  交換律:

  (a + b) % p = (b+a) % p (7)

  (a * b) % p = (b * a) % p (8)

  分配律:

  ((a +b)% p * c) % p = ((a * c) % p + (b * c) % p) % p (9)

?取模重要定理:

  若a≡b (% p),則對於任意的c,都有(a + c) ≡ (b + c) (%p);(10)

           理解:等價於p|(a+c-b+c)即p|(a-b)?

  若a≡b (% p),則對於任意的c,都有(a * c) ≡ (b * c) (%p);(11)

           理解:等價於p|[c(a-b)],因為p(a-b)成立,所以原式成立?

  若a≡b (% p),c≡d (% p),則 (a + c) ≡ (b + d) (%p),(a - c) ≡ (b - d) (%p),

  (a * c) ≡ (b * d) (%p),(a / c) ≡ (b / d) (%p); (12)

          理解:條件得:p|(a-b),p|(c-d).則p|(a+c-b-d),p|(a-c-b+d).

中國剩餘定理(完善):