C语言中的取整与取余详解及实例演示
编辑：本站更新：2024-04-23 07:02:56人气：6747
在C编程语言中，对数值进行取整和取余运算具有非常重要的应用价值。这两种操作不仅能帮助我们精确地处理数据分割、循环遍历等问题，在许多算法设计以及实际问题求解的过程中也发挥着关键作用。本文将深入剖析并结合实例详细解读C语言中的取整（即除法的商）与取余（即除数后的剩余部分）。
**一、取整：**
1. **整型变量直接相除结果为整数(向下取整)**
在C语言里，当两个整型(int)或无符号整型(unsigned int)做除法时，默认得到的结果是去掉小数点的部分，也就是自动完成了向零方向舍入的“地板”式取整：
int dividend = 7;
int divisor = 3;
// 直接计算整数除以整数会忽略掉余数，并且如果被除数小于0，则结果也会相应减小。
printf("Integer division: %d\n", dividend / divisor); // 输出2 (实际上是进行了下取整)
2. **使用类型转换实现向上/向下取整**
对于浮点数进行类似的操作，可以先将其转化为相应的int类型来达到取整效果：
- 向零方向取整(`floor`)，只需简单转型即可:
float fnum = 4.8f;
int result_downward = (int)fnum;
printf("Downward integer value of %.1f is : %d \n", fnum, result_downward);
- 若要实现向上取整到最近的一个整数 (`ceil`), 可利用 `((float)+1)` 的方式避免负数情况下的错误转化:
float up_fnum = -5.6f;
int result_upward = ((int)(up_fnum + 1e-9)); // 防止精度丢失导致误判
printf("Upward integer value of %.1f is approximately: %d \n", up_fnum, result_upward);
3. **标准库函数 round() 和 lround(), llround():**
C 标准库 math.h 中提供了如 round 等高级功能用于更精准控制四捨五入式的取整方法，尤其对于双精度(double)类型的数字更为适用：
#include <math.h>
double dNum = 3.14159265;
long rounded_num = lround(dNum);
printf("Rounded to nearest whole number: %ld\n", rounded_num);
**二、取余：**
C语言通过 `%`(模运算符) 来完成取余操作，它返回的是两数相除后除不尽的那一部分残差值。这个运算是针对所有算术类型都有效的，包括但不限于char、short、int、long等基本整型及其对应的unsigned版本，甚至还可以应用于指针之间的位移计算。
int numerator = ¾;
int denominator = 2;
printf("Remainder after dividing %d by %d is: %d\n", numerator, denominator, numerator%denominator); //输出1
需要注意的是，虽然 `%` 运算符通常用作获取正整数间的余数，但在有符号整数范围内也同样有效。其遵循数学上的定义：对于任意非零整数a,b而言， `(a/b)*b+(a%b)=a` 总成立；并且 `-(-a)%b=a%b` （除非 b=0 ，此时行为未定义）。
综上所述，理解和熟练运用C语言中的取整与取余技巧能够极大地丰富我们的程序编写手段，提升代码质量与效率。尤其是在涉及复杂的数据分块管理、计次统计或是逻辑判断等方面有着不可忽视的应用场景。希望以上内容能助您更好地掌握这一重要知识点并在实践中灵活运用。
**一、取整：**
1. **整型变量直接相除结果为整数(向下取整)**
在C语言里，当两个整型(int)或无符号整型(unsigned int)做除法时，默认得到的结果是去掉小数点的部分，也就是自动完成了向零方向舍入的“地板”式取整：
c
int dividend = 7;
int divisor = 3;
// 直接计算整数除以整数会忽略掉余数，并且如果被除数小于0，则结果也会相应减小。
printf("Integer division: %d\n", dividend / divisor); // 输出2 (实际上是进行了下取整)
2. **使用类型转换实现向上/向下取整**
对于浮点数进行类似的操作，可以先将其转化为相应的int类型来达到取整效果：
- 向零方向取整(`floor`)，只需简单转型即可:
c
float fnum = 4.8f;
int result_downward = (int)fnum;
printf("Downward integer value of %.1f is : %d \n", fnum, result_downward);
- 若要实现向上取整到最近的一个整数 (`ceil`), 可利用 `((float)+1)` 的方式避免负数情况下的错误转化:
c
float up_fnum = -5.6f;
int result_upward = ((int)(up_fnum + 1e-9)); // 防止精度丢失导致误判
printf("Upward integer value of %.1f is approximately: %d \n", up_fnum, result_upward);
3. **标准库函数 round() 和 lround(), llround():**
C 标准库 math.h 中提供了如 round 等高级功能用于更精准控制四捨五入式的取整方法，尤其对于双精度(double)类型的数字更为适用：
c
#include <math.h>
double dNum = 3.14159265;
long rounded_num = lround(dNum);
printf("Rounded to nearest whole number: %ld\n", rounded_num);
**二、取余：**
C语言通过 `%`(模运算符) 来完成取余操作，它返回的是两数相除后除不尽的那一部分残差值。这个运算是针对所有算术类型都有效的，包括但不限于char、short、int、long等基本整型及其对应的unsigned版本，甚至还可以应用于指针之间的位移计算。
c
int numerator = ¾;
int denominator = 2;
printf("Remainder after dividing %d by %d is: %d\n", numerator, denominator, numerator%denominator); //输出1
需要注意的是，虽然 `%` 运算符通常用作获取正整数间的余数，但在有符号整数范围内也同样有效。其遵循数学上的定义：对于任意非零整数a,b而言， `(a/b)*b+(a%b)=a` 总成立；并且 `-(-a)%b=a%b` （除非 b=0 ，此时行为未定义）。
综上所述，理解和熟练运用C语言中的取整与取余技巧能够极大地丰富我们的程序编写手段，提升代码质量与效率。尤其是在涉及复杂的数据分块管理、计次统计或是逻辑判断等方面有着不可忽视的应用场景。希望以上内容能助您更好地掌握这一重要知识点并在实践中灵活运用。
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