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为什么整数溢出会导致有符号和无符号整数的不同行为?

Susan Sarandon
Susan Sarandon原创
2024-11-17 08:15:03938浏览

Why does integer overflow result in different behavior for signed and unsigned integers?

理解有符号/无符号整数溢出

在学习 C 整数溢出的过程中,出现了以下问题:

为什么我用有符号/无符号整数获得这些结果溢出?”

程序:

#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;
}

输出:

0
2147483647
-2147483648

0
4294967295
0

解释:

理解整数C 中的溢出需要了解有符号和无符号整数类型。

  • 有符号整数覆盖:

有符号整数溢出被视为未定义行为,这意味着编译器不需要指定有符号整数溢出时的确切行为。在实践中,大多数实现都存储有符号。使用 2 的补码表示的整数 这意味着当有符号整数溢出时,其值会“回绕”到负范围。在本示例中,使用有符号整数将 1 添加到最大正整数 (2147483647),结果为 -2147483648。最小负整数。

  • 无符号整数溢出:

相反,无符号整数溢出是明确定义的,当值超过最大值时,值会回零。在示例中,最大无符号整数 (4294967295) 加 1 会得到 0。这是因为无符号整数没有负值的概念。

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