在Rust中，为什么整数溢出有时会导致编译错误或运行时错误？

Question

fn main() {
    let num: u8 = 255;
    let num2: u8 = num + 1;
    println!("{}, {}", num, num2);
}

当 时$ cargo build --release，这段代码不会产生编译错误。并且$ cargo run，产生运行时错误。

线程“main”因“尝试添加溢出”而惊慌失措，src/main.rs:3:20 注意：使用RUST_BACKTRACE=1环境变量运行以显示回溯

这没关系。但我不明白的是下面的情况。当我删除 println 行时，会出现编译错误。

fn main() {
    let num: u8 = 255;
    let num2: u8 = num + 1;
}

$ cargo build --release

error: this arithmetic operation will overflow
 --> src/main.rs:3:20
  |
3 |     let num2: u8 = num + 1;
  |                    ^^^^^^^ attempt to compute `u8::MAX + 1_u8`, which would overflow
  |
  = note: `#[deny(arithmetic_overflow)]` on by default

为什么整数溢出有时会导致编译错误或运行时错误？

Answer 1

当编译器可以简单地证明它会在运行时溢出时，这将是一个编译时错误，当您删除时会发生这种情况，println因为 thennum可以轻松内联（无论如何它只在那个地方使用），但println很难优化因为它需要引用它的参数，并且不容易证明不同的地址对它没有影响（也考虑到有一个fmt::Pointer）所有这些导致了这样一个事实：证明第一种情况并不那么简单，其中num不能那么容易内联。

作为参考，这里是每个变体中第一个和第二个变量的 mir 表示，您可以看到其中一个变量已经被替换为u8::MAX：

• 没有println：

  [...]
      bb0: {
          _1 = const u8::MAX;              // scope 0 at plain_overflow.rs:2:19: 2:22
          _3 = const u8::MAX;              // scope 1 at plain_overflow.rs:3:20: 3:23
          _4 = CheckedAdd(_3, const 1_u8); // scope 1 at plain_overflow.rs:3:20: 3:27
          assert(!move (_4.1: bool), "attempt to compute `{} + {}`, which would overflow", move _3, const 1_u8) -> bb1; // scope 1 at main.rs:3:20: 3:27
      }
  [...]
  

• 和println：

  [...]
      bb0: {
          _1 = const u8::MAX;              // scope 0 at with_print.rs:2:19: 2:22
          _3 = _1;                         // scope 1 at with_print.rs:3:20: 3:23
          _4 = CheckedAdd(_3, const 1_u8); // scope 1 at with_print.rs:3:20: 3:27
          assert(!move (_4.1: bool), "attempt to compute `{} + {}`, which would overflow", move _3, const 1_u8) -> bb1; // scope 1 at with_print.rs:3:20: 3:27
      }
  [...]
  

其中，在这两种情况下_1，_3和_4分别对应于、行中被分配num的值以及和的检查加法的结果。numnum2num1

经过更多的实验后，println罪魁祸首并不是，而只是参考num