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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