無符號整數溢出在 C/C 中如何運作？

C/C 中的無符號整數溢位

在整數運算中，當結果超出所使用的資料類型的可表示範圍時，就會發生溢出。然而，在無符號整數運算的脈絡中，會觀察到不同的行為。

解釋

當執行涉及無符號整數的計算時，結果不會溢位傳統意義上的溢位。這是因為結果會自動以比最大可表示值大 1 為模進行減少。

換句話說，結果在資料類型的可表示範圍內「環繞」。例如，考慮以下操作序列：

UINT_MAX + 1 == 0
UINT_MAX + 2 == 1
UINT_MAX + 3 == 2

等等。結果在 [0, UINT_MAX] 範圍內不斷循環。

與模運算的類比

此行為類似於模運算，它在以下情況下計算餘數：一個數字除以給定的除數。例如，11 % 5 的結果是 1，因為 11 除以 5 得到餘數 1。

意義

無符號整數算術的環繞行為可以對安全性和程序正確性有重要影響。例如，如果計數器或索引值超過 UINT_MAX，它可能會重設為 0，而不會導致錯誤。這可能會導致意外行為和潛在漏洞。

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