整数溢出

来自：C缺陷与陷阱3.9节

c语言中存在两类整数算术运算，有符号运算与无符号运算。在无符号算术运算中，没有所谓的“溢出”一说：所有的无符号运算都是以2的n次方为模，这里的n是结果中的位数。如果算术运算符的一个操作数为有符号整数，另一个为无符号整数，那么有符号整数会被转换成无符号整数，“溢出”也不可能发生。但是，当两个操作数都是有符号数时，溢出就有可能发生，而且溢出的结果是未定义的。当一个运算的结果发生溢出时，做出任何假设都是不安全的。

 

假如a和b是两个非负整型变量，我们需要检查a+b是否会溢出，一种想当然的办法是这样：

if( a + b < 0 )

{

    complain();

}

这并不能正常运行。当a+b确实发生溢出时，所有关于结果如何的假设都不再可靠。例如，在某些机器上，加法运算将设置一个内部寄存器为四种状态之一：正、负、零、溢出。在这种机器上，c编译器完全有理由这样来实现上面的例子，即a与b相加，然后检查内部寄存器的标志是否为“负”。当加法操作发生溢出时，这个内部寄存器的状态是溢出而不是负，那么if的语句的检查就会失败。

 

一种正确的方式是将a和b都强制转换为无符号整数：

if( ( unsigned )a + ( unsigned )b > INT_MAX ) {     complain(); }

此处的INT_MAX是一个已定义的常量，代表可能的最大整数值。ANSI C标准在<limits.h>中定义了INT_MAX。不需要用到无符号算术运算的另外一种可行办法是：

if( a > INT_MAX - b )

{

    complain();

}

#include <limits.h> #include <stdio.h>   int main() {     int a = 2147483640, b = 2147483640, c = 0, d = 0;         if( ( unsigned )a + ( unsigned )b > INT_MAX )     {         printf( " 最大的整数是：%d, 最小的整数是：%d /n",INT_MAX,INT_MIN );         printf( " INT_MAX的值为2147483647，INT_MIN的值为-2147483648  /n" );     }         c = a + b;        d = -a + -b;     printf( "***%d***%d***/n", c, d );     getchar();     return 0; }