C 中有符号和无符号整数溢出有何不同？

有符号和无符号整数中的整数溢出行为

背景

使用整数时C ，了解整数溢出的行为至关重要，当整数值超过其最大或最小可表示值。本文旨在根据特定程序中观察到的结果，解释有符号和无符号整数溢出的不同结果。

程序和输出

以下程序是用于测试整数溢出：

#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;
}

程序产生以下结果输出：

0
2147483647
-2147483648

0
4294967295
0

解释

有符号整数溢出

有符号整数溢出是 C 中未定义的行为。这意味着结果无法保证，并且取决于实施。在这种情况下，第二次递增操作后 x 的值将回绕到数据类型的负最小值，结果为 -2147483648。这是因为大多数实现都使用 2 的补码表示形式来表示有符号整数。

无符号整数溢出

无符号整数溢出在 C 中定义良好。结果通过模算术计算，其中值环绕到数据类型的最小值。在这种情况下，第二次递增操作后 y 的值将回绕到 0。

总结

综上所述，有符号整数溢出是未定义的行为，而无符号整数溢出是未定义的行为溢出是明确定义的并导致值包装。因此，在 C 程序中小心处理整数溢出以避免意外结果非常重要。

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