如何在C语言中检测整数溢出

我们知道当数字变大时，CPython会将整数提升为长整数（允许任意精度的算术）

如何在纯C中检测

int

和

long

溢出？

您无法检测有符号

int

溢出。您必须编写代码来避免它

有符号整数溢出是未定义的行为，如果它存在于您的程序中，则该程序无效，并且不需要编译器生成任何特定行为。

您无法检测有符号的

int

溢出。您必须编写代码来避免它

---

有符号整数溢出是未定义的行为，如果它存在于您的程序中，则该程序无效，并且编译器不需要生成任何特定行为。

您可以预测有符号整数溢出，但尝试在求和后检测它为时已晚。在执行签名加法之前，必须测试可能的溢出

在求和后通过测试来避免未定义的行为是不可能的。如果添加溢出，则已经存在未定义的行为

如果是我，我会这样做：

#include <limits.h>

int safe_add(int a, int b) 
{
    if (a >= 0) {
        if (b > (INT_MAX - a)) {
            /* handle overflow */
        }
    } else {
        if (b < (INT_MIN - a)) {
            /* handle underflow */
        }
    }
    return a + b;
}

访问这个

编辑：

关于某人提出的问题

---

我认为，解释为什么有符号整数溢出未定义，而无符号溢出显然未定义，这将是一件非常好的事情

答案取决于编译器的实现。大多数C实现（编译器）只是使用它所使用的整数表示法来实现最容易实现的溢出行为

---

实际上，有符号值的表示可能不同（根据实现）：

一个补码

，

两个补码

，

符号幅度

。对于无符号类型，标准没有理由允许变化，因为只有一种明显的

二进制表示法

（标准只允许二进制表示法）。

您可以预测

有符号整数溢出

，但尝试在求和后检测它为时已晚。在执行签名加法之前，必须测试可能的溢出

在求和后通过测试来避免未定义的行为是不可能的。如果添加溢出，则已经存在未定义的行为

如果是我，我会这样做：

#include <limits.h>

int safe_add(int a, int b) 
{
    if (a >= 0) {
        if (b > (INT_MAX - a)) {
            /* handle overflow */
        }
    } else {
        if (b < (INT_MIN - a)) {
            /* handle underflow */
        }
    }
    return a + b;
}

访问这个

编辑：

关于某人提出的问题

---

我认为，解释为什么有符号整数溢出未定义，而无符号溢出显然未定义，这将是一件非常好的事情

答案取决于编译器的实现。大多数C实现（编译器）只是使用它所使用的整数表示法来实现最容易实现的溢出行为

---

实际上，有符号值的表示可能不同（根据实现）：

一个补码

，

两个补码

，

符号幅度

。对于无符号类型，标准没有理由允许变化，因为只有一种明显的

二进制表示形式

（标准仅允许二进制表示形式）。

在执行加法之前，必须测试有符号操作数。这是一个安全的加法函数，在所有情况下都有两个比较：

#include <limits.h>

int safe_add(int a, int b) {
    if (a >= 0) {
        if (b > INT_MAX - a) {
            /* handle overflow */
        } else {
            return a + b;
        }
    } else {
        if (b < INT_MIN - a) {
            /* handle negative overflow */
        } else {
            return a + b;
        }
    }
}

---

在执行加法之前，必须测试有符号操作数。这是一个安全的加法函数，在所有情况下都有两个比较：

#include <limits.h>

int safe_add(int a, int b) {
    if (a >= 0) {
        if (b > INT_MAX - a) {
            /* handle overflow */
        } else {
            return a + b;
        }
    } else {
        if (b < INT_MIN - a) {
            /* handle negative overflow */
        } else {
            return a + b;
        }
    }
}

---

这是非常棘手的，因为您无法添加两个数字并检查值是否高于某个阈值（因为有符号整数算术溢出等等）。一个简单的解决方案可能是检查

x

（要检查的值）是否高于特定阈值，或者添加一个值是否高于阈值。如果是这样，并且您要添加的另一个数字大于1，那么您就出现了溢出情况。吹毛求疵，但是，是CPython 2.7做到了这一点。CPython 3不会“升级”任何内容，即使在内部只有一种类型。根据您对值的处理方式（add/sub/mul/div/…），会有很多重复项（add/sub/mul/div/…），再添加1。这非常棘手，因为您无法添加两个数字并检查值是否高于某个阈值（因为有符号整数算术溢出等）. 一个简单的解决方案可能是检查

x

（要检查的值）是否高于特定阈值，或者添加一个值是否高于阈值。如果是这样，并且您要添加的另一个数字大于1，那么您就出现了溢出情况。吹毛求疵，但是，是CPython 2.7做到了这一点。CPython 3不会“升级”任何东西，即使在内部只有一种类型。根据您想对值执行的操作（add/sub/mul/div/…），会有很多重复项，再添加1个，您可以在进行计算之前检查输入值以防止溢出。我想，解释一下为什么有符号整数溢出未定义，而无符号溢出显然没有定义，这将是一件非常有益的事情。@Heteperfan这是因为语言标准是这么说的。@sneftel这是一个缺乏权威来源的权威论点，尽管它可能是正确的。最重要的是，一旦人们开始理解语言，标准对他们来说就更有意义，这可能是他们首先访问stackoverflow的原因。@Heteperfan解释了标准按原样编写的原因，在很大程度上超出了堆栈溢出的范围。在进行计算之前，您可以检查输入值以防止溢出。我认为，解释为什么未定义有符号整数溢出是一件非常有益的事情，然而unsigned显然不是…@heteperfan，这是因为语言标准是这么说的。@snetel这是一个缺乏权威来源的权威论点，轻视它可能是正确的。最重要的是，一旦人们开始理解，标准对他们来说就更有意义了