无符号整数溢出

Question

当我溢出unsigned int时，它会包含什么？具体而言，我想使用两个unsigned int进行乘法运算：在乘法完成后，unsigned int中会有什么？

unsigned int someint = 253473829*13482018273;

- GILGAMESH

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这似乎是 https://dev59.com/3nVC5IYBdhLWcg3wvTxa 的重复。 - Niklas B.

为什么不试一下，看看你会得到什么？通常情况下，当无符号整数溢出时，它会回滚到零。因此，UINT_MAX + 5会回滚并变成4。 - Some programmer dude

这将是最大无符号整数值与溢出值之间的差异。让我们简单点说吧。假设最大无符号整数为5。您想要加上2 * 4，这将使最终值为3而不是8。 - Security Hound

https://dev59.com/GXNA5IYBdhLWcg3wX8rk - Stefan Birladeanu

Answer 1

unsigned数字不会溢出，而是利用取模的性质来完成环绕。

例如，当unsigned int为32位时，结果将是：(a * b) mod 2^32。

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正如CharlesBailey所指出的那样，253473829*13482018273 在进行转换之前可能会使用有符号乘法，因此在乘法之前应该明确使用unsigned：

unsigned int someint = 253473829U * 13482018273U;

- Pubby

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@Zhenya 是的，在C和C++中都是这样。 - Pubby

@Ramhound：当然很重要。如果标准没有定义这种行为（就像对于有符号整数类型没有定义一样），那么你就不能依赖它。 - Mike Seymour

@Mr.Anubis：不，只有无符号整数类型。有符号和浮点数溢出会导致未定义的行为。 - Mike Seymour

这个答案不一定相关。根据编译器的限制，表达式 253473829*13482018273 可能使用有符号整数算术，在结果转换为 unsigned int 之前可能会溢出。 - CB Bailey

@CharlesBailey：问题是关于两个“unsigned int”相乘，即使示例代码显示其他内容。 - Mike Seymour

Answer 2

无符号整数溢出与其有符号对应相比，表现出良好的行为。

值基本上会“环绕”回来。它通常用于倒计数、哈希/模函数中，非常安全且常用。

- evandrix

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我的意思是将其作为比较，试图通过将其与类似的东西联系起来来解释它。稍后我用“环绕位”来限定我的陈述。啊，技术细节。 - evandrix

Answer 3

这可能有点取决于你的编译器。我多年前就遇到了这样的错误，有时你会得到运行时错误，其他时候它会基本上“回卷”到一个非常小的数字，这是由于截去最高位比特并留下余数造成的。例如，如果它是32位无符号整数，而您的乘法结果将是34位数字，则会截去高阶2位并给您余数。您可能需要在您的编译器上尝试一下才能确定具体情况，这可能与使用不同编译器时得到的情况不同，特别是如果溢出发生在表达式的中间，而最终结果在无符号整数范围内。

- user1192284

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“Unsigned” 溢出不依赖于编译器，其标准化的语义是环绕。只有 “signed” 溢出会导致未定义的值，并且可能因此而依赖于编译器。 - cmaster - reinstate monica