Wie unterscheiden sich vorzeichenbehaftete und vorzeichenlose Ganzzahlüberläufe in C?

Ganzzahlüberlaufverhalten in vorzeichenbehafteten und vorzeichenlosen Ganzzahlen

Hintergrund

Bei der Arbeit mit Ganzzahlen in C ist es wichtig, das Verhalten eines Ganzzahlüberlaufs zu verstehen, der auftritt, wenn ein Ganzzahlwert sein Maximum überschreitet oder minimaler darstellbarer Wert. Ziel dieses Artikels ist es, die unterschiedlichen Ergebnisse eines Ganzzahlüberlaufs mit und ohne Vorzeichen zu erklären, basierend auf den in einem bestimmten Programm beobachteten Ergebnissen.

Programm und Ausgabe

Das folgende Programm war Wird zum Testen des Ganzzahlüberlaufs verwendet:

#include <iostream>

int main()
{
    int x(0);
    std::cout << x << std::endl;

    x = x + 2147483647;
    std::cout << x << std::endl;

    x = x + 1;
    std::cout << x << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    unsigned int y(0);
    std::cout << y << std::endl;

    y = y + 4294967295;
    std::cout << y << std::endl;

    y = y + 1;
    std::cout << y << std::endl;
}

Das Programm erzeugt Folgendes Ausgabe:

0
2147483647
-2147483648

0
4294967295
0

Erklärung

Vorzeichenbehafteter Ganzzahlüberlauf

Vorzeichenbehafteter Ganzzahlüberlauf ist ein undefiniertes Verhalten in C. Dies bedeutet, dass das Ergebnis nicht garantiert ist und von der Implementierung abhängt. In diesem Fall wechselt der Wert von x nach der zweiten Inkrementierungsoperation zum negativen Minimalwert des Datentyps, was zu -2147483648 führt. Dies liegt daran, dass die meisten Implementierungen die Zweierkomplementdarstellung für vorzeichenbehaftete Ganzzahlen verwenden.

Unsigned Integer Overflow

Unsigned Integer Overflow ist in C wohldefiniert. Das Ergebnis wird durch Modulo-Arithmetik berechnet, wobei der Wert auf den Mindestwert des Datentyps umläuft. In diesem Fall geht der Wert von y nach der zweiten Inkrementierungsoperation auf 0 zurück.

Zusammenfassung

Zusammenfassend ist ein vorzeichenbehafteter Ganzzahlüberlauf ein undefiniertes Verhalten, während ein vorzeichenloser Ganzzahlüberlauf ein undefiniertes Verhalten darstellt Überlauf ist wohldefiniert und führt zu einem Wertumbruch. Daher ist es wichtig, in C-Programmen sorgfältig mit Ganzzahlüberläufen umzugehen, um unerwartete Ergebnisse zu vermeiden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie unterscheiden sich vorzeichenbehaftete und vorzeichenlose Ganzzahlüberläufe in C?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!