Question

可能重复：
Best way to detect integer overflow in C/C++

我在接受采访时被问到这个问题：“将数字的字符串表示转换为整数”。但是如果数字超过可以存储在32位整数中的最大值，则必须抛出错误。我的问题是我们如何检查一个数字是否溢出32位无符号整数？

Answer 1

在循环中，您已获得由第一个数字确定的整数的当前值。你将要这样做：

curval = curval * 10 + digit;  // digit converted from '0'..'9' to 0..9 already

您可以使用以下方法测试溢出：

if (curval > UINT32_MAX / 10 || (curval == UINT32_MAX / 10 && digit > UINT32_MAX % 10))
    ...overflow would occur...
else
    curval = curval * 10 + digit; // overflow did not occur

除法和模数运算是编译时操作，而不是运行时操作。

这种方法比使用“大于32位的无符号整数进行计算”的一个优点是，它可以扩展为使用更大的整数 - 使用64位整数和uintmax_t整数 - 通过更改从UINT32_MAX到UINT64_MAX或UINTMAX_MAX的常量。这就是必要的（当然，除了改变变量类型之外）。

同样的基本测试也适用于签名类型，但是增加了复杂性。使用16位整数更容易进行演示（输入和思考的数字更少），所以我将切换到16位二进制补码short：

USHRT_MAX = 65535
SHRT_MAX = 32767
SHRT_MIN = -32768

问题是short类型可以存储-32768但是你可以累积的最大正值是32767.对于除SHRT_MIN之外的所有值，上面的测试都可以正常工作。有办法绕过这种困境。一种是在计算过程中将curval存储为负值，并在返回前将其否定，如果它应为正数。然后你的测试可能是：

if (curval < SHRT_MIN / 10 || (curval == SHRT_MIN / 10 && digit > -(SHRT_MIN / 10))
    ...overflow would occur...
else
    curval = curval * 10 - digit; // Note subtraction!

在否定负值之前，您仍需检查curval是否为SHRT_MIN。（理论上，你应该检查-SHRT_MAX != SHRT_MIN以允许除了二进制补码二进制之外的其他系统;我为限制引用的值满足该条件。）

当然，同样的想法和技巧适用于INT_MAX，INT32_MAX，INT64_MAX和INTMAX_MAX。

Answer 2

（我查看了这个问题的possible duplicate，我不确定阅读的有用性，因为在面试环境中，你可以期待描述一般的想法/方法）

回答面试问题的一部分是提出澄清问题（面试官期待您的重要检查表项目之一）。

因此，您的调查线至少应包含以下内容：

您是否可以使用unsigned long long / uint64_t（64位整数）？
字符串来自哪里？ stdin /从文件中读取/硬编码为字符串文字？
它是作为十进制表示给你的吗？二进制/八进制/十六进制？
应该抛出什么样的错误？我们是否尝试恢复并继续执行？什么是故障安全默认值？

假设您的面试官告诉您它是十进制表示+您可以使用unsigned long long：

首先检查位数：32位unsigned int范围介于0 to 4,294,967,295之间。如果数字的十进制字符串表示形式超过10个字符（超过10个数字），则它已经溢出;提出错误。
接下来，将号码保存到unsigned long long并除以UINT32_MAX+1=4294967296。如果结果大于0，则溢出;提出错误。

Answer 3

使用uint64_t进行转换。你将一次添加一个数字;对于每个数字，您将乘以10并添加下一个字符的值。处理完每个字符后，检查结果是否大于UINT32_MAX;如果是，则退出并出现错误（或者溢出时应该做的任何事情）。完成后，将号码作为uint32_t返回。 uint64_t中定义了uint32_t，UINT32_MAX和stdint.h。

如何检查数字是否溢出'int'

3 个答案: