我用c++写了一个程序来寻找ab = C的所有解，其中a, b和C一起使用所有的数字0-9，只使用一次。程序循环遍历a和b的值，并每次对a、b和ab运行数字计数例程，以检查是否满足数字条件。
但是，当ab超出整数限制时，会产生伪解。我最终使用如下代码来检查这个:
unsigned long b, c, c_test;
...
c_test=c*b; // Possible overflow
if (c_test/b != c) {/* There has been an overflow*/}
else c=c_test; // No overflow
是否有更好的方法来测试溢出?我知道有些芯片有一个内部标志，在溢出发生时设置，但我从未见过通过C或c++访问它。
注意，有符号int溢出在C和c++中是未定义的行为，因此您必须在不实际引起它的情况下检测它。对于加法前的有符号整型溢出，请参见在C/ c++中检测有符号溢出。
当前回答
为了扩展Head Geek的答案，有一种更快的方法来执行addition_is_safe;
bool addition_is_safe(unsigned int a, unsigned int b)
{
unsigned int L_Mask = std::numeric_limits<unsigned int>::max();
L_Mask >>= 1;
L_Mask = ~L_Mask;
a &= L_Mask;
b &= L_Mask;
return ( a == 0 || b == 0 );
}
这使用了机器架构安全，64位和32位无符号整数仍然可以正常工作。基本上，我创建了一个掩码，它将屏蔽除最重要的位外的所有内容。然后，对两个整数进行掩码，如果其中任何一个没有设置该位，则加法是安全的。
如果在某个构造函数中预初始化掩码，这将更快，因为它永远不会改变。
其他回答
另一种使用汇编语言的解决方案是外部过程。下面是在Linux x64下使用g++和fasm进行无符号整数乘法的示例。
这个过程将两个无符号整数参数相乘(32位)(根据amd64的规范(第3.2.3节参数传递)。
如果类为INTEGER，则使用序列%rdi、%rsi、%rdx、%rcx、%r8和%r9的下一个可用寄存器
(edi和esi寄存器在我的代码))，并返回结果或0，如果发生溢出。
format ELF64
section '.text' executable
public u_mul
u_mul:
MOV eax, edi
mul esi
jnc u_mul_ret
xor eax, eax
u_mul_ret:
ret
测试:
extern "C" unsigned int u_mul(const unsigned int a, const unsigned int b);
int main() {
printf("%u\n", u_mul(4000000000,2)); // 0
printf("%u\n", u_mul(UINT_MAX/2,2)); // OK
return 0;
}
将程序链接到asm对象文件。在我的例子中，在Qt Creator中将它添加到一个.pro文件中的LIBS中。
尝试这个宏来测试32位机器的溢出位(改编自Angel Sinigersky的解决方案)
#define overflowflag(isOverflow){ \
size_t eflags; \
asm ("pushfl ;" \
"pop %%eax" \
: "=a" (eflags)); \
isOverflow = (eflags >> 11) & 1;}
我将其定义为宏，因为否则溢出位将被覆盖。
下面是上面代码段的一个小应用程序:
#include <cstddef>
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <conio.h>
#if defined( _MSC_VER )
#include <intrin.h>
#include <oskit/x86>
#endif
using namespace std;
#define detectOverflow(isOverflow){ \
size_t eflags; \
asm ("pushfl ;" \
"pop %%eax" \
: "=a" (eflags)); \
isOverflow = (eflags >> 11) & 1;}
int main(int argc, char **argv) {
bool endTest = false;
bool isOverflow;
do {
cout << "Enter two intergers" << endl;
int x = 0;
int y = 0;
cin.clear();
cin >> x >> y;
int z = x * y;
detectOverflow(isOverflow)
printf("\nThe result is: %d", z);
if (!isOverflow) {
std::cout << ": no overflow occured\n" << std::endl;
} else {
std::cout << ": overflow occured\n" << std::endl;
}
z = x * x * y;
detectOverflow(isOverflow)
printf("\nThe result is: %d", z);
if (!isOverflow) {
std::cout << ": no overflow ocurred\n" << std::endl;
} else {
std::cout << ": overflow occured\n" << std::endl;
}
cout << "Do you want to stop? (Enter \"y\" or \"Y)" << endl;
char c = 0;
do {
c = getchar();
} while ((c == '\n') && (c != EOF));
if (c == 'y' || c == 'Y') {
endTest = true;
}
do {
c = getchar();
} while ((c != '\n') && (c != EOF));
} while (!endTest);
}
这里有一个“不可移植”的解决方案。Intel x86和x64 cpu有所谓的eflags寄存器，在每次整数算术运算后由处理器填充。我将跳过这里的详细描述。相关的标志是“溢出”标志(掩码0x800)和“携带”标志(掩码0x1)。为了正确地解释它们，应该考虑操作数是有符号类型还是无符号类型。
下面是一个从C/ c++中检查标志的实用方法。下面的代码可以在Visual Studio 2005或更新版本(32位和64位)上运行，也可以在GNU C/ c++ 64位上运行。
#include <cstddef>
#if defined( _MSC_VER )
#include <intrin.h>
#endif
inline size_t query_intel_x86_eflags(const size_t query_bit_mask)
{
#if defined( _MSC_VER )
return __readeflags() & query_bit_mask;
#elif defined( __GNUC__ )
// This code will work only on 64-bit GNU-C machines.
// Tested and does NOT work with Intel C++ 10.1!
size_t eflags;
__asm__ __volatile__(
"pushfq \n\t"
"pop %%rax\n\t"
"movq %%rax, %0\n\t"
:"=r"(eflags)
:
:"%rax"
);
return eflags & query_bit_mask;
#else
#pragma message("No inline assembly will work with this compiler!")
return 0;
#endif
}
int main(int argc, char **argv)
{
int x = 1000000000;
int y = 20000;
int z = x * y;
int f = query_intel_x86_eflags(0x801);
printf("%X\n", f);
}
如果操作数相乘而没有溢出，则query_intel_eflags(0x801)将得到0的返回值，即既没有设置进位标志，也没有设置溢出标志。在提供的main()示例代码中，发生溢出，并且两个标志都被设置为1。这个检查并不意味着任何进一步的计算，所以它应该相当快。
这里有一个非常快速的方法来检测溢出，至少是加法，这可能会为乘法、除法和乘方提供线索。
其思想是，正是因为处理器会让值归零，而C/ c++是从任何特定的处理器抽象出来的，你可以:
uint32_t x, y;
uint32_t value = x + y;
bool overflow = value < (x | y);
这既确保了如果一个操作数为零，另一个操作数为零，则不会错误地检测到溢出，而且比前面建议的许多NOT/XOR/ and /test操作要快得多。
正如所指出的，这种方法虽然比其他更精细的方法更好，但仍然是可优化的。以下是包含优化的原始代码的修订:
uint32_t x, y;
uint32_t value = x + y;
const bool overflow = value < x; // Alternatively "value < y" should also work
一种更有效、更廉价的检测乘法溢出的方法是:
uint32_t x, y;
const uint32_t a = (x >> 16U) * (y & 0xFFFFU);
const uint32_t b = (x & 0xFFFFU) * (y >> 16U);
const bool overflow = ((x >> 16U) * (y >> 16U)) +
(a >> 16U) + (b >> 16U);
uint32_t value = overflow ? UINT32_MAX : x * y;
这将导致UINT32_MAX溢出，或乘法的结果。在这种情况下，允许对有符号整数进行乘法运算是严格未定义的行为。
值得注意的是，这使用部分Karatsuba方法乘法分解来计算64位乘法的高32位，以检查是否应该设置它们中的任何一个，以了解32位乘法是否溢出。
如果使用c++，你可以把这个转换成一个简洁的小lambda来计算溢出，这样检测器的内部工作就被隐藏了:
uint32_t x, y;
const bool overflow
{
[](const uint32_t x, const uint32_t y) noexcept -> bool
{
const uint32_t a{(x >> 16U) * uint16_t(y)};
const uint32_t b{uint16_t(x) * (y >> 16U)};
return ((x >> 16U) * (y >> 16U)) + (a >> 16U) + (b >> 16U);
}(x, y)
};
uint32_t value{overflow ? UINT32_MAX : x * y};
对于无符号整数，只需检查结果是否小于其中一个参数:
unsigned int r, a, b;
r = a + b;
if (r < a)
{
// Overflow
}
对于有符号整数，可以检查参数和结果的符号。
不同符号的整数不能溢出，相同符号的整数只有在结果为不同符号时才会溢出:
signed int r, a, b, s;
r = a + b;
s = a>=0;
if (s == (b>=0) && s != (r>=0))
{
// Overflow
}
