Fatal编程技术网
  • c/
  • C整数溢出

C整数溢出

c

C整数溢出,c,integer,overflow,C,Integer,Overflow,我在用C语言处理整数，试图探索溢出发生的时间和方式 我注意到，当我加上两个正数，其和溢出时，我总是得到一个负数 另一方面，如果我加上两个负数，其和溢出，我总是得到一个正数（包括0） 我做了一些实验，但我想知道这是否适用于所有情况。有符号整数的溢出在C中是未定义的行为，因此没有保证 也就是说，环绕运算或算术模2N是一种常见行为，其中N是类型中的位数。对于这种行为，确实如果一个和溢出，结果具有与操作数相反的符号。有符号整数的溢出在C中是未定义的行为，因此没有保证 也就是说，环绕运算或算术模2N是一种

我在用C语言处理整数，试图探索溢出发生的时间和方式

我注意到，当我加上两个正数，其和溢出时，我总是得到一个负数

另一方面，如果我加上两个负数，其和溢出，我总是得到一个正数（包括0）

我做了一些实验，但我想知道这是否适用于所有情况。

有符号整数的溢出在C中是未定义的行为，因此没有保证

也就是说，环绕运算或算术模2N是一种常见行为，其中
N
是类型中的位数。对于这种行为，确实如果一个和溢出，结果具有与操作数相反的符号。

有符号整数的溢出在C中是未定义的行为，因此没有保证

也就是说，环绕运算或算术模2N是一种常见行为，其中
N
是类型中的位数。对于这种行为，如果一个和溢出，结果的符号与操作数的符号相反。

正式地说，溢出时有符号算术的行为是未定义的；任何事情都可能发生，这是“正确的”。这与完全定义溢出的无符号算术形成对比

实际上，许多较旧的编译器使用的是符号算术，正如您所描述的那样溢出。然而，现代GCC正在改变它的工作方式，如果你依赖它的行为，那将是非常不明智的。当编译代码的环境中的任何内容发生变化时，它可能会随时发生变化—编译器、平台等。正式地说，溢出时有符号算术的行为是未定义的；任何事情都可能发生，这是“正确的”。这与完全定义溢出的无符号算术形成对比

实际上，许多较旧的编译器使用的是符号算术，正如您所描述的那样溢出。然而，现代GCC正在改变它的工作方式，如果你依赖它的行为，那将是非常不明智的。当编译代码的环境中的任何内容发生更改时，它可能会随时更改—编译器、平台、…

整数溢出在C中是未定义的行为

C表示一个包含整数的表达式溢出，如果它在通常的算术转换后的结果是有符号类型的，并且不能用结果的类型表示。赋值表达式和强制转换表达式是一个例外，因为它们由整数转换决定

无符号类型的表达式不能溢出，它们是换行的，例如。g、 ，
0U-1
是
UINT\u MAX

示例：

INT_MAX + 1    // integer overflow
UINT_MAX + 1   // no overflow, the resulting type is unsigned
(unsigned char) INT_MAX // no overflow, integer conversion occurs
不要让任何整数表达式溢出，现代编译器（如
gcc
）利用整数溢出作为未定义的行为来执行各种类型的优化

例如：

a - 10 < 20
当
a
在
INT\u MIN+10-1
到
INT\u MIN
的范围内时，它利用表达式是未定义的行为

当
a
为
unsigned int
时，无法进行此优化，因为如果
a
为
0
，则
a-10
必须评估为
UINT_MAX-9
（无未定义行为）。当
a
为
0
至
9
时，优化
a-10<20
至
a<30
将导致与所需结果不同的结果

整数溢出在C中是未定义的行为

C表示一个包含整数的表达式溢出，如果它在通常的算术转换后的结果是有符号类型的，并且不能用结果的类型表示。赋值表达式和强制转换表达式是一个例外，因为它们由整数转换决定

无符号类型的表达式不能溢出，它们是换行的，例如。g、 ，
0U-1
是
UINT\u MAX

示例：

INT_MAX + 1    // integer overflow
UINT_MAX + 1   // no overflow, the resulting type is unsigned
(unsigned char) INT_MAX // no overflow, integer conversion occurs
不要让任何整数表达式溢出，现代编译器（如
gcc
）利用整数溢出作为未定义的行为来执行各种类型的优化

例如：

a - 10 < 20
当
a
在
INT\u MIN+10-1
到
INT\u MIN
的范围内时，它利用表达式是未定义的行为

当
a
为
unsigned int
时，无法进行此优化，因为如果
a
为
0
，则
a-10
必须评估为
UINT_MAX-9
（无未定义行为）。当
a
为
0
至
9
时，优化
a-10<20
至
a<30
将导致与所需结果不同的结果

C中的溢出是一个非常糟糕的问题

  • 无符号算术或转换为无符号类型期间的溢出会导致包装模2n
  • 转换为有符号类型期间的溢出是实现定义的，大多数实现将包装模2n，但有些可能不包装模2n
  • 有符号算术期间的溢出是未定义的行为，根据标准，任何情况都可能发生。在实践中，有时它会做您不想做的事情，有时它会在编译器优化重要测试时在yoir代码中引起奇怪的问题
更糟糕的是，它如何与整数提升相互作用。多亏了晋升，当你看起来在做无符号算术时，你就可以做有符号算术了。例如，考虑下面的代码

uint16_t a = 65535;
uint16_t b = a * a;
在具有16位int的系统上，此代码定义良好。但是，在具有32位int的系统上，乘法将作为有符号int进行，并且产生的溢出将是未定义的行为

C中的溢出是一个非常糟糕的问题