使用_Generic实现"安全"数学运算的合理方法？

Question

我一直在考虑使用C的基本数据类型(例如使用CERT C编码标准)更安全地使用数学运算的方法.到目前为止,我想出了类似的东西:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <limits.h>

#define safe_add(x, y) _Generic((x + y),                    \
                            unsigned int: safe_add_uint,    \
                           unsigned long: safe_add_ulong    \
                       )(x, y, __FILE__, __LINE__)

unsigned long
safe_add_ulong(unsigned long x, unsigned long y,
               const char* filename, int line_num)
{
    if (x < ULONG_MAX - y)
        return x + y;
    else {
        fprintf(stderr,
                "Integer wrap-around occurred, File: %s, Line: %d\n",
                filename, line_num);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

unsigned int
safe_add_uint(unsigned int x, unsigned int y,
              const char* filename, int line_num)
{
    if (x < UINT_MAX - y)
        return x + y;
    else {
        fprintf(stderr,
                "Integer wrap-around occurred, File: %s, Line: %d\n",
                filename, line_num);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int
main()
{        
    /*  
     *  usual arithmetic conversions results in this calling
     *  the uint version of safe_add...
     */
    safe_add(2000000000, 3000000000u));

    printf("We shouldn't get here...(unless unsigned int uses more than 32 bits)\n");
}

以上输出类似于:

Integer wrap-around occurred, File: /.../main.c, Line: 41

程序以失败代码退出(假设OS支持).

显然,需要添加额外的操作和类型以及处理带符号的算术,但是我可能会遗漏这个整体方法有什么问题吗？

是否有一种更容易的方式来写这个我忽略了？

Answer 1

这段代码可以是库式的，只是它fprintfs到stderr。相反，您可以找到一种方法将错误直接传达给调用者，然后调用者可以选择优雅地处理它。您可以将它们分开，以便错误报告和退出代码与执行计算并注意到错误的“安静”代码分开。

例如，您会注意到几个 C 函数[1] 返回一个int值，即使它们处理的是字节。这使得它们有“空间”来传达特殊的EOF条件以及所有字节值。

如果您无法在返回值中传达错误条件，则可以使用指针参数将状态传达回调用者。

[1]如fgetc