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
我看到你用的是无符号整数。根据定义，在C中(我不了解c++)，无符号算术不会溢出…所以，至少对C来说，你的观点是没有意义的:)
对于有符号整数，一旦出现溢出，就会发生未定义行为(UB)，程序可以做任何事情(例如:使测试不确定)。
#include <limits.h>
int a = <something>;
int x = <something>;
a += x; /* UB */
if (a < 0) { /* Unreliable test */
/* ... */
}
要创建一个符合要求的程序，您需要在生成溢出之前测试溢出。该方法也可以用于无符号整数:
// For addition
#include <limits.h>
int a = <something>;
int x = <something>;
if (x > 0 && a > INT_MAX - x) // `a + x` would overflow
if (x < 0 && a < INT_MIN - x) // `a + x` would underflow
// For subtraction
#include <limits.h>
int a = <something>;
int x = <something>;
if (x < 0 && a > INT_MAX + x) // `a - x` would overflow
if (x > 0 && a < INT_MIN + x) // `a - x` would underflow
// For multiplication
#include <limits.h>
int a = <something>;
int x = <something>;
// There may be a need to check for -1 for two's complement machines.
// If one number is -1 and another is INT_MIN, multiplying them we get abs(INT_MIN) which is 1 higher than INT_MAX
if (a == -1 && x == INT_MIN) // `a * x` can overflow
if (x == -1 && a == INT_MIN) // `a * x` (or `a / x`) can overflow
// general case
if (x != 0 && a > INT_MAX / x) // `a * x` would overflow
if (x != 0 && a < INT_MIN / x) // `a * x` would underflow
对于除法(INT_MIN和-1特殊情况除外)，不可能超过INT_MIN或INT_MAX。
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。
不能从C/ c++中访问溢出标志。
有些编译器允许你在代码中插入陷阱指令。在GCC上，选项是-ftrapv。
唯一可移植且与编译器无关的事情是自己检查溢出。就像你的例子一样。
但是，使用最新的GCC， -ftrapv似乎在x86上什么都不做。我猜这是一个旧版本的残余，或者特定于其他一些架构。我曾期望编译器在每次添加后插入一个INTO操作码。不幸的是，它不能这样做。
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);
}
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。
一些编译器提供了对CPU中整数溢出标志的访问，然后可以测试，但这不是标准的。
您还可以在执行乘法之前测试溢出的可能性:
if ( b > ULONG_MAX / a ) // a * b would overflow
