Question

我在C ++中使用整数除法遇到一些奇怪的结果。我想计算一下： -2147483648 / -1 。

我得到的是3种不同场景中的3种不同结果：

int foo(int numerator, int denominator) {
    int res = numerator / denominator; // produces SIGFPE, Arithmetic exception interrupt

    cout << res << endl;
}

int main() {
    int res = -2147483648 / -1;
    cout << res << endl;               // prints -2147483648
    cout << -2147483648 / -1 << endl;  // prints 2147483648
    foo(-2147483648, -1);
    return 0;
}

为什么整数除法运算在不同情况下会产生不同的结果？

Answer 1

您的结果可能是INT_MAX+1，换句话说，它可能会溢出。这是未定义的行为，任何事情都可能发生。例如，编译器可能会完全拒绝该代码。

（系统可能有INT_MAX >= 2147483648，但是对于3个测试用例，你会得到相同的结果）

Answer 2

文字-2147483648 / -1由编译器计算为2147483648，数据类型的宽度足以容纳该值。

直接打印文字时，它会正确打印值。

当文字存储在res中时，它会转换为int。您的系统上int似乎是32位宽。值2147483648不能表示为32位有符号整数，因此转换会导致溢出。在您的系统上，此溢出会产生值-2147483648（可能是使用了两个补码）。

最后，当尝试在运行时（在foo函数中）执行除法时，由于溢出而发生SIGFPE异常（因为int数据类型不能表示结果）

请注意，所有这三个选项都依赖于平台相关的行为：

当文字计算溢出时，编译器不会生成任何错误（或其他问题），只使用足够大的数据类型来保存结果
存储文字时int溢出的事实会产生该特定值（并且没有其他问题）
在运行时溢出时抛出SIGFPE异常的事实

Answer 3

int res = -2147483648 / -1;
cout << res << endl;               // prints -2147483648
cout << -2147483648 / -1 << endl;  // prints 2147483648
int res = numerator / denominator; // produces SIGFPE, Arithmetic exception interrupt

请注意，没有否定integer literals。

没有负整数文字。诸如-1之类的表达式将一元减号运算符应用于由文字表示的值，这可能涉及隐式类型转换。

文字2147483648大于int的最大值，因此其类型将为long（或long long，具体取决于实施情况）。然后，-2147483648的类型为long，计算结果（-2147483648 / -1）也为long。

对于第一种情况，类型2147483648的结果long为implicitly converted到int，但它大于{{1}的最大值结果是实现定义的。（似乎结果是根据表示的规则（2＆＃39;补码）包含在这里，所以你得到结果int。）

对于第二种情况，类型-2147483648的结果将直接打印出来，因此您可以得到正确的结果。

对于第三种情况，您要对两个long进行计算，结果不适合结果类型（即int），{{3发生了，行为是未定义的。（在此处生成SIGFPE，算术异常中断。）

C ++整数除法如何用于限制值和负值？

3 个答案: