用`int`和`long long`变量理解整数溢出

Question

为什么这些程序产生不同的输出？

Program 1

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main()
{
    long long bigger = 0;
    int smaller = INT_MAX;

    bigger = smaller * 2;
    printf("Smaller = %d\n", smaller);
    printf("Bigger = smaller * 2 = %lld\n\n", bigger);

    return 0;
}

输出：

  

较小= 2147483647

     

更大=更小* 2 = -2

---

Program 2

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main()
{
    long long bigger = 0;
    int smaller = INT_MAX;

    bigger = smaller;
    bigger *= 2;
    printf("Smaller = %d\n", smaller);
    printf("Bigger = smaller * 2 = %lld\n\n", bigger);

    return 0;
}

输出：

  

较小= 2147483647

     

更大=更小* 2 = 4294967294

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我的猜测是程序1尝试将乘法结果存储在与int大小相同的临时存储中。它溢出了。而程序2则将乘法结果存储在较大的存储空间中。

我说错了吗？

另外，如果我在任何一个程序中犯了任何严重的错误，请告诉我（因为根据我的说法，这些程序编译得很完美）！

Answer 1

smaller是int，文字2也是int。所以他们的产品也是INT_MAX * 2。由于int不能由long long表示（根据定义，相当多），因此会溢出导致未定义的行为。

但是，如果将值存储在long long中，则在执行乘法时，会发生默认的整数提升（“通常的算术转换”）。现在，如果您的INT_MAX * 2可以代表bigger = bigger * (long long)2，那么您最终会得到与{{1}}在语义上等效的内容，它会按预期运行。