Question

我正在运行一个C ++程序，它在for循环中添加数字：

int y = 0;
for (int i=0; i<NUM; i++) {
  int pow = 1;
  for (int j=0 j<i; j++) {
    pow *= 10;
  }
  y+= vec[i]*pow; // where vec is a vector of digits
}

但我不确定如何检查是否发生了溢出。有办法吗？

Answer 1

有符号整数变量的溢出会导致未定义的行为。结果是，一旦发生溢出，就无法在标准C ++中可靠地检测到溢出。允许任何行为。因此，您的实现（编译器，库，工具集等）可能提供检测整数溢出的特定方法 - 但这意味着不一定适用于其他实现。

唯一的方法是在执行操作（或一系列操作）之前检查潜在的溢出。或者设计您的方法（例如选择限制）以防止发生溢出。

Answer 2

有不同的选择，可能没有适合所有情况和需要的选择。

例如，在这种情况下，您可以在乘法之前检查pow是否小于或等于INT_MAX/10。这是有效的，因为INT_MAX/10是最大的数字，因此它最多只有10 INT_MAX。请注意，如果将INT_MAX/10插入代码中，编译器通常会预先计算int y = 0; for (int i=0; i<NUM; i++) { int pow = 1; for (int j=0 j<i; j++) { if( pow > INT_MAX/10 ) throw OverflowException; pow *= 10; } y+= vec[i]*pow; // where vec is a vector of digits }（否则，如果困扰您，可以将其放在局部变量中）：

INT_MAX/n

这个解决方案的缺点是，如果另一个因素不是常数，编译器（和你）不能合理地避免在运行时完成除法int y = 0; for (int i=0; i<NUM; i++) { int32_t pow = 1; for (int j=0 j<i; j++) { int64_t tmp = (int64_t)pow * (int64_t)10; if( tmp > (int64_t)INT32_MAX ) raise OverflowException; pow = (int32_t)tmp; } y+= vec[i]*pow; // where vec is a vector of digits }（并且除法通常比乘法更昂贵）。

另一种可能性是你可以用更广泛的类型进行计算。例如：

  # reviewer
  has_one :reviewer
  accepts_nested_attributes_for :reviewer
  has_many :active_managements, class_name: 'Reviewer',
                                foreign_key: 'reviewer_id',
                                dependent: :destroy
  has_one :my_reviewer, through: :reviewer, source: :user

这样做的缺点是，首先可能无法使用更宽的类型，如果是，则可能需要软件实现乘法（例如32位系统上的64位），这意味着乘法速度较慢。

另一种情况是你添加两个整数。如果发生溢出，结果将小于两个整数，特别是如果它们都是正数，则结果将是负数。

Answer 3

正如彼得正确的explained，标准 C ++ 11（或C99）中的溢出是undefined behavior ，你真的应该{ {3}}

但是，有些编译器会为您提供扩展来处理和检测整数溢出。

如果您可以将自己限制在最近的afraid of UB编译器中，则可以使用其GCC。

您还可以将自己限制为int32_t并在int64_t中计算算术，并检查INT32_MAX或INT32_MIN以上的结果。这可能比使用编译器特定的扩展更慢（但更便携）。 BTW一些编译器也有一些__int128_t类型（因此您可以在__int128_t中计算算术并同样检查结果是否适合int64_t）。

如果你的目标是拥有integer overflow builtins，最好使用一些现有的bignum库，例如arbitrary precision arithmetic（因为高效的 bignum算法需要非常聪明的算法）。

检查C ++中的int溢出

3 个答案: