C言語における負の数の剰余演算（%演算子）の挙動を徹底解説

C言語では、負の数に対して剰余演算（%演算子、モジュロ）を行うと、結果の符号がどうなるのか気になる方も多いでしょう。実はC言語の剰余演算には明確なルールがあり、結果の符号は左側のオペランド（被除数）に依存します。本記事では、具体的なサンプルコードとその出力結果をもとに、この挙動をわかりやすく解説します。

演算子の優先順位と評価の流れ

まず、% 演算子と / 演算子が混在した式の例を見てみましょう。この2つの演算子は優先順位が同じであるため、左から右へと評価されます。

サンプルコード1

#include<stdio.h>
int main() {
    int a = 7, b = -10, c = 2;
    printf("Result: %d", a % b / c);
}

出力結果

Result: 3

この例では、% と / の優先順位は同じなので、まず a % b が計算されます。7 % (-10) の結果は 7 となり、これをさらに c = 2 で割ると 3 が出力されます。

ポイントは、a % b の計算において左側のオペランド（a = 7）の符号が結果に引き継がれるという点です。次の例で、この挙動をより詳しく確認していきましょう。

片方が負の数の場合

サンプルコード2：被除数が正・除数が負

#include<stdio.h>
int main() {
    int a = 7, b = -10;
    printf("Result: %d", a % b);
}

出力結果

Result: 7

7 % (-10) の場合、左側のオペランドが正のため、結果も正の 7 になります。

サンプルコード3：被除数が負・除数が正

次に、a と b の符号を入れ替えてみます。

#include<stdio.h>
int main() {
    int a = -7, b = 10;
    printf("Result: %d", a % b);
}

出力結果

Result: -7

今度は左側のオペランドが負のため、結果は負の -7 となります。

両方が負の数の場合

両方のオペランドが負の場合も、同様に左側のオペランドの符号が結果に反映されます。

サンプルコード4

#include<stdio.h>
int main() {
    int a = -7, b = -10;
    printf("Result: %d", a % b);
}

出力結果

Result: -7

まとめ：C言語の剰余演算の符号ルール

ここまでの例から、C言語における剰余演算の符号に関するルールを整理できます。

• 結果の符号は、常に左側のオペランド（被除数）の符号と一致する
• 右側のオペランド（除数）の符号は、剰余の結果に影響しない
• これは C99 規格以降で標準化された挙動であり、切り捨て除算（ゼロ方向への丸め）と整合している

なお、Pythonなどの言語では除数の符号に合わせるなど、言語によって剰余の符号規則が異なる点にも注意が必要です。移植性の高いコードを書く際は、負の数を含む剰余演算の扱いに十分留意しましょう。