Question

我刚刚开始自学C ++，并开始学习整数溢出。出于好奇，我写了一些测试，只是为了看看某些整数值会发生什么。

这是我的计划：

#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;
}

这是输出：

0
2147483647
-2147483648

0
4294967295
0

输出让我感到有些惊讶，我想知道是否有人可以解释为什么会发生这种情况，或者如果这些结果出乎意料的话，那就是预料到的;所以这可能只是我特定机器的结果。

Answer 1

有符号整数溢出是未定义的行为，而无符号整数溢出是明确定义的;价值包裹着。换句话说，该值以模除以2 ^位，其中位是数据类型中的位数。由于您拥有32位int

4294967295 + 1 = 4294967296％2 ³² = 0

在第二种情况下导致0。从语言的角度来看，第一种情况是未定义的。

但是，大多数实施都使用2's complement来实施signed integer types。使用2的补码实现的玩具，带符号的4位数据类型可用于解释在第一种情况下发生的事情。在这种类型

POS_MAX = 7 = 0111）₂

NEG_MAX = -8 = 1000）₂

该类型可以容纳2个⁴ = 16个状态，8个正数（0到7）和8个负数（-1到-8）。

POS_MAX + 1 = 0111）₂ + 1）₂ = 1000）₂

由于设置了第一位，它是一个负数，为了找到实际值，反向进行二进制补码（减去1和翻转位）

1000）₂ - 1）₂ = 0111）₂

~0111）₂ = 1000）₂ = 8

因此最终值为-8。所有这些都不是由语言定义的，但这就是你的情况，特别是。

Answer 2

整数（通常）采用32位表示。如果您有32位，则可以从0到2 ³¹ -1进行寻址。即，

00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000001
.
.
.
01111111111111111111111111111111
^-------------------------------
signed bit

0表示正数，1表示负数。

如果您向01111111111111111111111111111111添加1，则会得到10000000000000000000000000000000，即十进制的-2147483648。

使用无符号整数，没有符号位，事实上，它的数字可能是最大有符号整数的两倍。但是，当号码再次翻转时（即11111111111111111111111111111111 + 00000000000000000000000000000001），您只需回滚到00000000000000000000000000000000。

为了更深入地理解，您可以查看two's complement，这是整数在计算机中的表示方式。

Answer 3

Integer有两种类型。签名和未签名，传统上都是32位。

在第一种情况下，您使用的是签名的Integer。在这种情况下，1位保留用于符号，其余31位用于大小。在这种情况下，可以保存的最大数字是2 ^ 31 - 1 = 2147483647.向其中添加一个将影响最高有效位，将数字更改为负数。（有关详细信息，请参阅Google 2的数字符号）。

在第二种情况下，您使用的是unsigned int，其中所有32位都保留为幅度。因此，存储的最大数量是2 ^ 32 - 1.添加一个将为零。 E. G.说我们有3位数系统，111 = 7.添加一个将使它成为1000，但是从它的3位系统，它将变为000 = 0

Answer 4

阅读两个补充。基本上，一旦你达到处理器可以支持的最高整数并且你加1，它会通过打开＆＃34;符号＆＃34;来进入负数。位。

C ++整数溢出

4 个答案: