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為什麼整數溢位會在 C 中產生意外結果?

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2024-11-12 16:47:01170瀏覽

Why Does Integer Overflow Produce Unexpected Results in C  ?

C 中整數溢位的意外結果

使用整數類型時,了解溢位的意義至關重要。在這篇文章中,我們將探討為什麼有符號和無符號整數溢位會在 C 程式中產生意外結果。

考慮以下測試整數溢位的程序:

輸出令人驚訝:

有符號整數溢位

有符號整數溢位是未定義的行為。這意味著編譯器可以做任何它想做的事情,包括產生像本例一樣的錯誤結果。

無符號整數溢位

相較之下,無符號整數溢位很好-定義。該值環繞,類似於除以 2^bits 的模數(其中,bits 是資料類型中的位數)。由於我們有一個32 位元int:

具體實作細節

儘管有符號整數溢位是未定義的行為,但大多數實作都使用2的補碼表示。這解釋了在該程式中觀察到的具體結果:

  • POS_MAX(最大正值)= 7 (0111)
  • NEG_MAX(最大負值)= -8 (1000 )

加 1時POS_MAX:

由於設定了前導位,因此它是負數。為了找出實際值,我們執行 2 的補碼逆:

因此,最終值為 -8,出現在程式的輸出中。

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