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
要以一种可移植的方式执行无符号乘法而不溢出，可以使用以下方法:
... /* begin multiplication */
unsigned multiplicand, multiplier, product, productHalf;
int zeroesMultiplicand, zeroesMultiplier;
zeroesMultiplicand = number_of_leading_zeroes( multiplicand );
zeroesMultiplier = number_of_leading_zeroes( multiplier );
if( zeroesMultiplicand + zeroesMultiplier <= 30 ) goto overflow;
productHalf = multiplicand * ( c >> 1 );
if( (int)productHalf < 0 ) goto overflow;
product = productHalf * 2;
if( multiplier & 1 ){
product += multiplicand;
if( product < multiplicand ) goto overflow;
}
..../* continue code here where "product" is the correct product */
....
overflow: /* put overflow handling code here */
int number_of_leading_zeroes( unsigned value ){
int ctZeroes;
if( value == 0 ) return 32;
ctZeroes = 1;
if( ( value >> 16 ) == 0 ){ ctZeroes += 16; value = value << 16; }
if( ( value >> 24 ) == 0 ){ ctZeroes += 8; value = value << 8; }
if( ( value >> 28 ) == 0 ){ ctZeroes += 4; value = value << 4; }
if( ( value >> 30 ) == 0 ){ ctZeroes += 2; value = value << 2; }
ctZeroes -= x >> 31;
return ctZeroes;
}
其他回答
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 100
int mltovf(int a, int b)
{
if (a && b) return abs(a) > MAX/abs(b);
else return 0;
}
main()
{
int a, b;
for (a = 0; a <= MAX; a++)
for (b = 0; b < MAX; b++) {
if (mltovf(a, b) != (a*b > MAX))
printf("Bad calculation: a: %d b: %d\n", a, b);
}
}
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。
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。
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)。
用double计算结果。它们有15位有效数字。您的要求在c上有一个硬上限108 -它最多可以有8位数字。因此，如果它在范围内，结果将是精确的，否则它将不会溢出。
