C语言中的整数安全：溢出、回绕

冰箱里有碗

于 2024-01-25 23:29:14 发布

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分类专栏：计算机体系知识文章标签： c++ c语言

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本文探讨了无符号数运算的特性，如无溢出但可能造成无限循环，以及如何处理溢出情况，如数值0的表示和单边限制函数的局限。通过实例分析了C/C++中边界检查的重要性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、无符号数回绕

无符号数永远不会溢出，只是在无限的循环往复。对于加法、乘法，假装有额外的有效位来承载运算结果，最后再直接截断。

for (uint32 i = n; i >= 0; i--) {
    ... // 死循环
}

加法例子

uint8 sum =  ...;
uint8 i = ...;
if (sum + i > 255) {
    ; // 永远不会进入
}

减法例子

uint8 sum =  ...;
uint8 i = ...;
if (sum - i < 0) {
    ; // 永远不会进入
}

二、溢出

数值0被表示为“正”数

#define abs(n) ((n) < 0 ? -(n) : (n))

三、单边限制不完全

void Func(int len) {
    int a = 0;
    int b = 0;
    int data[20] = {0};
    if (len < 20) {
        a = 1; // 执行
        unsigned int idx = len;
        data[idx] = 7; // 越界
    }
    if (len < 20u) {
        b = 1; // 未执行
    }
    return;
}