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
salter先生的回答是个好主意。
如果整数计算是必需的(为了精度)，但浮点数是可用的，你可以这样做:
uint64_t foo(uint64_t a, uint64_t b) {
double dc;
dc = pow(a, b);
if (dc < UINT_MAX) {
return (powu64(a, b));
}
else {
// Overflow
}
}
内联程序集允许您直接检查溢出位。如果你打算使用c++，你真的应该学习汇编。
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。
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。
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。
