十进制转任意负进制【C语言】
步骤:
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初始化:设被除数为 N,基数为 b(负数)。
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循环计算:
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计算商 q=向零取整(N/b)。
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计算余数 r=N%b。
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若 r<0,则 r+=∣b∣,同时 q+=1。
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记录余数 r,更新被除数 N=q。
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终止:当 N=0 时停止,逆序排列余数得到结果。
为什么要修正余数和商?
用一个“钱的故事”来比喻,帮你理解为什么要修正余数和商:
想象你在分钱,但钱可以是“欠条”
假设基数是 -2(类似一种“货币”,1 个金币 = -2 个银币)。
规则:每次分钱时,余下的钱必须是 0 或 1 个银币(不能欠钱)。
例子:把 15 个银币转换成“-2 金币”
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第一次分钱:
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你有 15 个银币,要换成“-2 金币”。
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计算能换多少金币:
15÷(−2)=−7.5 → 向零取整,换 -7 个金币(相当于你“欠”别人 7 个金币)。 -
理论上应该剩:15−(−7)×(−2)=15−14=1 个银币(余数 1)。
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余数是正数,记录余数 1,剩下要处理的是 -7 个金币。
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第二次分钱:
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现在有 -7 个金币(相当于你欠别人 7 个金币)。继续换成“-2 金币”。
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计算:−7÷(−2)=3.5 → 向零取整,换 3 个金币。
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理论余数:−7−3×(−2)=−7+6=−1(余数 -1,相当于你反而欠了 1 个银币)。
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问题来了:余数不能是负数!
修正方法:-
你偷偷“借” 2 个银币(基数的绝对值),把余数变成:−1+2=1。
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但借了钱要还,所以金币数量要加 1(相当于多换 1 个金币):3+1=4。
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最终:余数 1,剩下要处理的是 4 个金币。
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为什么要这样修正?
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余数必须非负:进制表示中,每一位只能是 0 或 1(基数为 -2 时),不能有负数,否则无法用 0 和 1 的组合表示。
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借一还一:
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如果余数是负数,相当于“欠钱”,需要借入基数的绝对值(比如借 2 个银币),让余数变正。
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但借的钱要“还回去”,所以商(金币数量)要加 1,保证等式成立:
原被除数=新商×(−2)+修正后的余数原被除数=新商×(−2)+修正后的余数
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总结原理
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余数必须合法:就像分钱不能欠零钱,余数必须是非负数且小于基数的绝对值。
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保持等式平衡:
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如果余数被修正(比如借了钱),商必须同步调整(比如多分一次钱),否则总数会不对。
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唯一性保障:通过强制余数非负,确保每个数只有一种表示方式(比如 15 只能是
10011_{-2}
)。
例题练习
P1017 [NOIP 2000 提高组] 进制转换https://www.luogu.com.cn/problem/P1017
参考代码:
#include<stdio.h>
int main() {
int a,b,top=0;
char c[21]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F','G','H','I','J'};
char d[10000]={'\0'};
scanf("%d %d",&a,&b);
printf("%d=",a);
while(a!=0){
int temp=a%b;
a/=b;
if(temp<0){
temp+=(-b);
a+=1;
}
d[top++]=c[temp];
}
for(int i=top-1;i>=0;i--){
printf("%c",d[i]);
}
printf("(base%d)",b);
return 0;
}