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
CERT开发了一种新方法，使用“as-if”无限范围(AIR)整数模型来检测和报告有符号整数溢出、无符号整数包装和整数截断。CERT已经发布了一份描述该模型的技术报告，并生成了一个基于GCC 4.4.0和GCC 4.5.0的工作原型。
AIR整数模型产生的值与使用无限范围整数所获得的值相等，或者导致违反运行时约束。与之前的整数模型不同，AIR整数不需要精确的陷阱，因此不会破坏或抑制大多数现有的优化。
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
Clang现在支持有符号整数和无符号整数的动态溢出检查。参见-fsanitize=integer开关。目前，它是唯一完全支持用于调试目的的动态溢出检查的c++编译器。
有一种方法可以确定一个操作是否可能溢出，使用操作数中最高位的位置和一些基本的二进制数学知识。
对于加法，任何两个操作数的结果(最多)比最大操作数的最高1位多1位。例如:
bool addition_is_safe(uint32_t a, uint32_t b) {
size_t a_bits=highestOneBitPosition(a), b_bits=highestOneBitPosition(b);
return (a_bits<32 && b_bits<32);
}
对于乘法，任何两个操作数的结果(最多)是操作数的位数之和。例如:
bool multiplication_is_safe(uint32_t a, uint32_t b) {
size_t a_bits=highestOneBitPosition(a), b_bits=highestOneBitPosition(b);
return (a_bits+b_bits<=32);
}
类似地，你可以像这样估计a的b次方结果的最大大小:
bool exponentiation_is_safe(uint32_t a, uint32_t b) {
size_t a_bits=highestOneBitPosition(a);
return (a_bits*b<=32);
}
(当然，用比特数代替目标整数。)
我不确定确定数字中最高的1位位置的最快方法，这里有一个蛮力方法:
size_t highestOneBitPosition(uint32_t a) {
size_t bits=0;
while (a!=0) {
++bits;
a>>=1;
};
return bits;
}
它不是完美的，但它能让你在做运算之前知道是否有两个数会溢出。我不知道它是否会比您建议的方式检查结果更快，因为highestOneBitPosition函数中的循环，但它可能会(特别是如果您事先知道操作数中有多少位)。
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。
