具体方法见如下代码笔记:
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Jul 26 16:11:18 2018
@author: Administrator
"""
import numpy as np
a = np.array([5, 5, -5, -5])
b = np.array([2, -2, 2, -2])
# 真除
print(a / b) # [2.5 -2.5 -2.5 2.5]
print(np.true_divide(a, b)) # [2.5 -2.5 -2.5 2.5]
print(np.divide(a,b)) # [2.5 -2.5 -2.5 2.5]
# 地板除
print(a // b) # [ 2 -3 -3 2]
print(np.floor_divide(a, b)) # [ 2 -3 -3 2]
# 天花板除
print(np.ceil(a / b).astype(int)) # [ 3 -2 -2 3]
print(np.ceil(a / b)) # [ 3. -2. -2. 3.] float
'''
np.ceil(a / b).astype(int) # float --> int
'''
# 截断除
print((a / b).astype(int)) # [ 2 -2 -2 2]
print(np.trunc(a / b).astype(int)) # [ 2 -2 -2 2]
# 地板除余数
print(a % b) # [ 1 -1 1 -1]
'''
余数 = 被除数 - 除数 * 商
(理论上,对于负数除法,余数会有2个,-7/3:3*(-3)+2;3*(-2)-1 余数:(2,-1))
对python而言,除法使商尽可能小,
因此负数除法 -7/3 商会取-3而不是-2,余数取负余数-1 (详情见下文)
'''
print(np.remainder(a, b)) # [ 1 -1 1 -1]
print(np.mod(a, b)) # [ 1 -1 1 -1]
# 截断除余数
print(np.fmod(a, b)) # [ 1 1 -1 -1]
转载自:宁心勉学,慎思笃行
原文链接:实数范围内的求模(求余)运算:负数求余究竟怎么求
首先,看看自然数的取模运算(定义1):
如果a和d是两个自然数,d非零,可以证明存在两个唯一的整数 q 和 r,满足 a = qd + r 且0 ≤ r < d。其中,q 被称为商,r 被称为余数。
那么对于负数,是否可以沿用这样的定义呢?我们发现,假如我们按照正数求余的规则求 (-7) mod 3 的结果,就可以表示 -7 为 (-3)* 3 +2。其中,2是余数,-3是商。
那么,各种编程语言和计算器是否是按照这样理解的呢?下面是几种软件中对此的理解。
语言 | 语句 | 输出 |
---|---|---|
C++(G++ 编译) | cout << (-7) % 3 | -1 |
Java(1.6) | System.out.println((-7) % 3); | -1 |
Python 2.6 | (-7) % 3 | 2 |
百度计算器 | (-7) mod 3 | 2 |
Google 计算器 | (-7) mod 3 | 2 |
可以看到,结果特别有意思。这个问题是百家争鸣的。看来我们不能直接把正数的法则加在负数上。实际上,在整数范围内,自然数的求余法则并不被很多人所接受,大家大多认可的是下面的这个定义2。
如果a 与d 是整数,d 非零,那么余数 r 满足这样的关系:
a = qd + r , q 为整数,且0 ≤ |r| < |d|。
可以看到,这个定义导致了有负数的求余并不是我们想象的那么简单,比如,-1 和 2 都是 (-7) mod 3 正确的结果,因为这两个数都符合定义。这种情况下,对于取模运算,可能有两个数都可以符合要求。我们把 -1 和 2 分别叫做正余数和负余数。通常
当除以d 时,如果正余数为r1,负余数为r2,那么有r1 = r2 + d
对负数余数不明确的定义可能导致严重的计算问题,对于处理关键任务的系统,错误的选择会导致严重的后果。
看完了 (-7) mod 3,下面我们来看一看 7 mod (-3) 的情况(看清楚,前面是 7 带负号,现在是 3 带负号)。根据定义2,
7 = (-3) * (-2) + 1 或 7 = (-3) * (-3) -2,所以余数为 1 或 -2。
语言 | 语句 | 输出 |
---|---|---|
C++(G++ 编译) | cout << 7 % (-3); | 1 |
Java(1.6) | System.out.println(7 % (-3)); | 1 |
Python 2.6 | 7 % (-3) | -2 |
百度计算器 | 7 mod (-3) | -2 |
Google 计算器 | 7 mod (-3) | -2 |
C++ 和 Java 通常会尽量让商更大一些。比如在 (-7) mod 3中,他们以 -2 为商,余数为 -1。在 Python 和 Google 计算器中,尽量让商更小,所以以 -3 为商。在 7 mod (-3) 中效果相同:C++ 选择了 3 作为商,Python 选择了 2 作为商。但是在正整数运算中,所有语言和计算器都遵循了尽量让商小的原则,因此 7 mod 3 结果为 1 不存在争议,不会有人说它的余数是-2。
如果按照第二点的推断,我们测试一下 (-7) mod (-3),结果应该是前一组语言(C++,Java)返回 2,后一组返回 -1。
语言 | 语句 | 输出 |
---|---|---|
C++(G++ 编译) | cout << -7 % (-3); | -1 |
Java(1.6) | System.out.println(-7 % (-3)); | -1 |
Python 2.6 | -7 % (-3) | -1 |
百度计算器 | -7 mod (-3) | -1 |
Google 计算器 | -7 mod (-3) | -1 |
结果让人大跌眼镜,所有语言和计算机返回结果完全一致。
总结
对于任何同号的两个整数,其取余结果没有争议,所有语言的运算原则都是使商尽可能小。
对于异号的两个整数,C++/Java语言的原则是使商尽可能大,很多新型语言和网页计算器的原则是使商尽可能小。