相关疑难解决方法(0)

无符号整数溢出由C和C++标准很好地定义.例如,C99标准(§6.2.5/9)声明

涉及无符号操作数的计算永远不会过度流动,因为无法用结果无符号整数类型表示的结果将以比结果类型可以表示的最大值大1的数量为模.

但是,这两个标准都声明有符号整数溢出是未定义的行为.再次,从C99标准(§3.4.3/1)

未定义行为的一个示例是整数流上的行为

这种差异是否存在历史或(甚至更好!)技​​术原因？

乍一看,这个问题看起来像是如何检测整数溢出的重复？然而,它实际上是显着不同的.

我发现虽然检测无符号整数溢出非常简单,但在C/C++中检测带符号的溢出实际上比大多数人想象的要困难.

最明显但又天真的方式是这样的:

int add(int lhs, int rhs)
{
 int sum = lhs + rhs;
 if ((lhs >= 0 && sum < rhs) || (lhs < 0 && sum > rhs)) {
  /* an overflow has occurred */
  abort();
 }
 return sum; 
}

这个问题是根据C标准,有符号整数溢出是未定义的行为. 换句话说,根据标准,只要您甚至导致签名溢出,您的程序就像取消引用空指针一样无效.因此,您不能导致未定义的行为,然后尝试在事后检测溢出,如上面的后置条件检查示例.

尽管上面的检查很可能适用于许多编译器,但你不能指望它.实际上,因为C标准说未定义有符号整数溢出,所以一些编译器(如GCC)将在设置优化标志时优化上述检查,因为编译器假定有符号溢出是不可能的.这完全打破了检查溢出的尝试.

因此,检查溢出的另一种可能方法是:

int add(int lhs, int rhs)
{
 if (lhs >= 0 && rhs >= 0) {
  if (INT_MAX - lhs <= rhs) {
   /* overflow …