强制 PHP 整数溢出

Question

我们有一些整数算术运算，由于历史原因，它必须在PHP上与一些静态类型语言相同。自从我们上次升级PHP以来，整数溢出的行为已经发生了变化。基本上，我们使用以下公式：

function f($x1, $x2, $x3, $x4)
{
   return (($x1 + $x2) ^ $x3) + $x4;
}

然而，即使进行了转换：

function f($x1, $x2, $x3, $x4)
{
   return intval(intval(intval($x1 + $x2) ^ $x3) + $x4);
}

我仍然得到完全错误的数字...

例如，对于$x1 = -1580033017，$x2 = -2072974554，$x3 = -1170476976和$x4 = -1007518822，我在PHP中得到-30512150，在C#中得到1617621783。

仅仅将$x1和$x2相加并不能得到正确的答案：

在C#中，我得到

(-1580033017 + -2072974554) = 641959725

在PHP中：

intval(intval(-1580033017) + intval(-2072974554)) = -2147483648

这与以下代码相同：

intval(-1580033017 + -2072974554) = -2147483648

我不介意编写一个"IntegerOverflowAdd"函数或其他什么，但我无法弄清楚(-1580033017 + -2072974554)等于641959725。 （我确实认识它是-2147483648 +（2 * 2 ^ 31），但是-2147483648 + 2 ^ 31是-1505523923，大于Int.Min，那么为什么要加2 * 2 ^ 31而不是2 ^ 31？）

任何帮助将不胜感激...

- Kris Erickson

Answer 1

我解决了这个问题，并深入了解了PHP的许多特性（至少是在处理整数溢出方面）。

1）它完全取决于机器运行的平台，PHP的版本，是否在运行Suhosin Hardened PHP以及编译为32位或64位。6台机器表现出了我预期的方式（实际上是错误的，至少根据文档是错误的），3台机器的行为我仍然无法解释，而另外3台机器的行为符合intval命令在文档中所述的方式。

2）Intval应该在int > PHP_INT_MAX时返回PHP_INT_MAX（而不是int& 0xffffffff），但这只发生在某些版本的PHP4和PHP5上。不同版本的PHP在int > PHP_INT_MAX时会返回不同的值。

3）以下代码可以返回3种不同的结果（见1）：

<?php
echo "Php max int: ".PHP_INT_MAX."\n";
echo "The Val: ".(-1580033017 + -2072974554)."\n";
echo "Intval of the val: ".intval(-3653007571)."\n";
echo "And 0xffffffff of the val: ".(-3653007571 & 0xffffffff)."\n";
?>

它可以返回（对于Intval似乎是正确的，但对于& 0xffffff是错误的）

Php max int: 2147483647
The Val: -3653007571
Intval of the val: -2147483648
And of the val: -2147483648

它可以返回（这与 PHP 文档中 intval 的说明相矛盾）：

Php max int: 2147483647
The Val: -3653007571
Intval of the val: -641959725
And of the val: -641959725

在64位计算机上，它返回（正确的是）：

Php max int: 2147483647
The Val: -3653007571
Intval of the val: -3653007571
And of the val: -641959725

解决方案

无论如何，我需要一个可以在所有这些平台上工作的解决方案，并且不依赖于特定版本的PHP编译与特定的Max int。因此，我想出了以下跨PHP的thirtyTwoBitIntval函数：

function thirtyTwoBitIntval($value)
{
    if ($value < -2147483648)
    {
        return -(-($value) & 0xffffffff);
    }
    elseif ($value > 2147483647)
    {
        return ($value & 0xffffffff);
    }
    return $value;
}

评论

我认为PHP的设计者应该说一个Int是一个32位的Int，不管它是在32位、64位还是128位的机器上运行（例如DotNet CLR），而不是根据PHP编译器的位数随机将其升级为浮点数。

- Kris Erickson

---

我认为你的意思是 PHP_INT_MAX，而不是 PHP_MAX_INT。 - scotts

Answer 2

如果您想要在32位和64位平台上都有100％工作的32位intval解决方案，那么我建议您使用以下解决方案：

function intval32bits($value)
{
    $value = ($value & 0xFFFFFFFF);

    if ($value & 0x80000000)
        $value = -((~$value & 0xFFFFFFFF) + 1);

    return $value;
}

- user257425

---

$value = -((~$value & 0xFFFFFFFF) + 1); 这部分的意义是什么？ - tonix

Answer 3

PHP内部大多数数字使用“整数”类型。但是，这些只能走得那么远：如果将一个大整数加上另一个大整数，PHP将看到结果太大而无法适应普通整数，并将其分配给浮点数。然而，浮点数（floats）本身也只能达到一定高度，在十六位数字左右的位置，PHP将完全失去意义。

有一个选项可以使用任意精度数学，它支持表示为字符串的任何大小和精度的数字。在此处了解更多信息：http://us2.php.net/bc

- kylex

Answer 4

我认为这可能与 PHP 中的整数是无符号 32 位有关，而在 C# 中它们默认为有符号 32 位。

你正在使用超出正常 31-32 位范围的数字。

请参阅 PHP 手册中的附加文档：

http://www.php.net/manual/en/language.types.integer.php

一个整数的大小取决于平台，通常情况下最大值约为20亿（即32位有符号整数）。PHP不支持无符号整数。可以使用常量PHP_INT_SIZE确定整数大小，自PHP 4.4.0和PHP 5.0.5以来可以使用常量PHP_INT_MAX确定最大值。

- Vincent

Answer 5

这会有效吗？

echo (-1580033017 + -2072974554) & 0xffffffff

总体来说，您可以这样做（请原谅任何语法错误，我已经很久没有接触PHP了）：

function s32add($a, $b) {
    return ($a + $b) & 0xffffffff;
}

- Chris Jester-Young

Answer 6

检查你的 PHP 版本号 - 我相信不同版本的 PHP 可能会对长整型支持产生不同结果。我相信在 PHP 5 的某个版本中存在长整型的一个 bug。

在 PHP 5.2.0 版本中 - 使用你上面提供的确切函数得到的答案与 C# 中的完全相同。

1617621783，

使用你上面所提供的精确函数。

你可以使用 phpinfo() 命令轻松找到你的 PHP 版本号。

$x1 = -1580033017; 
$x2 = -2072974554; 
$x3 = -1170476976 ; 
$x4 = -1007518822;
echo f($x1, $x2, $x3, $x4);

function f($x1, $x2, $x3, $x4)
{
   return intval(intval(intval($x1 + $x2) ^ $x3) + $x4);
}

- JasonMichael