同时划分和获取余数？ [关闭]

Question

显然，x86（可能还有很多其他指令集）将除法运算的商和余数放在不同的寄存器中。

现在，我们可以相信编译器会优化这样的代码，使其只使用一次除法调用：

( x / 6 )
( x % 6 )

他们可能会这样做。尽管如此，是否有任何languages（或图书馆，但主要是寻找语言）支持同时给出除法和模数结果？如果是这样，它们是什么，语法是什么样的？

Answer 1

C有

div

和

ldiv

。这些是否为商和余数生成单独的指令将取决于您特定的标准库实现以及编译器和优化设置。从 C99 开始，您还可以使用

lldiv

来表示更大的数字。

Answer 2

Python 可以。

>>> divmod(9, 4)
(2, 1)

这很奇怪，因为 Python 是一种高级语言。

Ruby 也是如此：

11.divmod(3) #=> [3, 2]

*** 编辑 ***

应该注意的是，这些操作员的目的可能不是尽可能高效地完成工作，更可能是出于正确性/可移植性原因而存在这些功能。

对于那些感兴趣的人，我相信这是整数的Python实现代码

divmod

：

static enum divmod_result
i_divmod(register long x, register long y,
     long *p_xdivy, long *p_xmody)
{
long xdivy, xmody;

if (y == 0) {
    PyErr_SetString(PyExc_ZeroDivisionError,
                    "integer division or modulo by zero");
    return DIVMOD_ERROR;
}
/* (-sys.maxint-1)/-1 is the only overflow case. */
if (y == -1 && UNARY_NEG_WOULD_OVERFLOW(x))
    return DIVMOD_OVERFLOW;
xdivy = x / y;
/* xdiv*y can overflow on platforms where x/y gives floor(x/y)
 * for x and y with differing signs. (This is unusual
 * behaviour, and C99 prohibits it, but it's allowed by C89;
 * for an example of overflow, take x = LONG_MIN, y = 5 or x =
 * LONG_MAX, y = -5.)  However, x - xdivy*y is always
 * representable as a long, since it lies strictly between
 * -abs(y) and abs(y).  We add casts to avoid intermediate
 * overflow.
 */
xmody = (long)(x - (unsigned long)xdivy * y);
/* If the signs of x and y differ, and the remainder is non-0,
 * C89 doesn't define whether xdivy is now the floor or the
 * ceiling of the infinitely precise quotient.  We want the floor,
 * and we have it iff the remainder's sign matches y's.
 */
if (xmody && ((y ^ xmody) < 0) /* i.e. and signs differ */) {
    xmody += y;
    --xdivy;
    assert(xmody && ((y ^ xmody) >= 0));
}
*p_xdivy = xdivy;
*p_xmody = xmody;
return DIVMOD_OK;
}

Answer 3

在 C#/.NET 中，您有

Math.DivRem

： http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.math.divrem.aspx

但是根据this thread这并不是一个优化。

Answer 4

在 Java 中（自 1.5 起），类

BigDecimal

具有操作

divideAndRemainder

返回 2 个元素的数组以及除法的结果和余数。

BigDecimal bDecimal = ...
BigDecimal[] result = bDecimal.divideAndRemainder(new BigDecimal(60));

Java 17 Javadoc： https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/docs/api/java.base/java/math/BigDecimal.html#divideAndRemainder(java.math.BigDecimal)

Answer 5

Common Lisp 做：http://www.lispworks.com/documentation/HyperSpec/Body/f_floorc.htm

Answer 6

.NET框架有

Math.DivRem

：

int mod, div = Math.DivRem(11, 3, out mod);
// mod = 2, div = 3

虽然，

DivRem

只是围绕这样的东西的包装：

int div = x / y;
int mod = x % y;

（我不知道抖动是否可以/确实将这类事情优化为一条指令。）

Answer 7

正如 Stringer Bell 提到的那样，

DivRem

未优化 直到 .NET 3.5.

在 .NET 4.0 上它使用 NGen.

我用

Math.DivRem

得到的结果（调试；发布 = ~11000ms）

11863
11820
11881
11859
11854

我用

MyDivRem

得到的结果（调试；发布 = ~11000ms）

29177
29214
29472
29277
29196

针对 x86 的项目。

---

Math.DivRem

用法示例

int mod1;
int div1 = Math.DivRem(4, 2, out mod1);

方法签名

DivRem(Int32, Int32, Int32&) : Int32
DivRem(Int64, Int64, Int64&) : Int64

.NET 4.0 代码

[TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries")]
public static int DivRem(int a, int b, out int result)
{
    result = a % b;
    return (a / b);
}

.NET 4.0 IL

.custom instance void System.Runtime.TargetedPatchingOptOutAttribute::.ctor(string) = { string('Performance critical to inline across NGen image boundaries') }
.maxstack 8
L_0000: ldarg.2 
L_0001: ldarg.0 
L_0002: ldarg.1 
L_0003: rem 
L_0004: stind.i4 
L_0005: ldarg.0 
L_0006: ldarg.1 
L_0007: div 
L_0008: ret 

MSDN 参考

Answer 8

Haskell 同时具有

divMod

和

quotRem

后者直接对应于机器指令（根据 Integral operators quot vs. div）而

divMod

可能不是。

Answer 9

    int result,rest;
    _asm
    {
        xor edx, edx // pone edx a cero; edx = 0
        mov eax, result// eax = 2AF0
        mov ecx, radix // ecx = 4
        div ecx
        mov val, eax
        mov rest, edx
    }