size_tのremainder演算子で負の剰余を取得するにはどうすればよいですか？

Question

は、次のコードサンプル考えてみましょう：私は-1をすることを期待している間に

#include <iostream> 
#include <string> 

int main() 
{ 
    std::string str("someString"); // length 10 
    int num = -11; 
    std::cout << num % str.length() << std::endl; 
} 

http://cpp.shにこのコードを実行すると、私は、結果として5を取得します。

Iはstr.length()のタイプが符号なしの実装に依存し、そしてためnum符号なしsize_tにsigned intから変換させる二項演算子で発生暗黙的型変換のsize_t（複数あるため、これが起こることを知っていますhere）; これにより、負の値が正の値になり、操作の結果が失われます。

一つはintに明示的なキャストとの問題に対処すると考えることもできます。これはうまくいくかもしれない

num % (int)str.length() 

それはintの最大値より大きい長さの文字列の場合には、たとえば、保証されていません。 long longのようなより大きなタイプのリスクを減らすことができますが、size_tがunsigned long longの場合はどうなりますか？同じ問題。

この問題は、移植性が高く堅牢な方法でどう対処しますか？

Answer 1

C++ 11以降は、lengthの結果をstd::string::difference_typeにキャストできます。

宛てに "サイズが大きすぎる場合はどうなりますか？"：

これは、64ビットプラットフォームでは発生しません。また、小さなものでも、合計RAMの半分以上を占める文字列が最後にあったのはいつですか？ difference_typeを使用して実際に特定のもの（あなたが知っているだろう）をしていない限り、それは問題ありません。戦う幽霊をやめる。

また、int64_tを使用するだけでも十分です。 （おそらく、32ビットプロセッサ上のループは、int32_tより遅いかもしれませんが、単なるモジュラス演算では問題ありません）。

（面白い事実：参考のために符号なしのタイプミスと標準ライブラリのために、

プレC++ 11は、負の値を持つ%の符号が実装定義された）、午前9時50分、42:40で1時02分50秒を this panel参照しますよく定義された振る舞いの場合は、std::divに上記のキャストの1つを加えたものを使用します。

Answer 2

我々は

-a % b == -(a % b) 

ですから、このような何か書くことができることを知っている：

template<typename T, typename T2> 
constexpr T safeModulo(T a, T2 b) 
{ 
    return (a >= 0 ? 1 : -1) * static_cast<T>(std::llabs(a) % b); 
} 

99で、このしませんオーバーフロー。例98％、std::size_tはその後unsigned long long、T2 -> unsigned long longとT -> intとして実装されている場合は、この

safeModulo(num, str.length()); 

考えるために。

としてはaは符号がオーバーフローする除去、intの可能な最小値であるかのためstd::llabs代わりにstd::absを使用することが、重要であり、コメントで指摘しました。 をlong longにプロモートすると、この問題は発生しません。long longの値の範囲がより広いためです。

static_cast<int>(std::llabs(a) % b)は、常にaより小さい値になるため、intにキャストすることは決してオーバーフロー/アンダーフローしません。 aがunsigned long longに昇格されたとしても、aはすでにstd::llabs(a)から「符号なし」であるため、値は変更されない（つまり、オーバーフロー/アンダーフローしなかった）ので重要ではありません。

上記のプロパティのため、aが負の場合は、結果に-1を掛けてください。正しい結果が得られます。

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aがstd::numeric_limits<long long>::min()とき記号を除去することは未定義の動作をもたらす、aをオーバーフローとしては、未定義の動作になる場合のみです。関数を実装する別の方法がおそらくありますが、私はそれについて考えるでしょう。