从C23开始，标准头文件<stdckdint.h>提供了以下三个类函数宏:

bool ckd_add(type1 *result, type2 a, type3 b);
bool ckd_sub(type1 *result, type2 a, type3 b);
bool ckd_mul(type1 *result, type2 a, type3 b);

其中type1, type2和type3是任何整数类型。这些函数分别以任意精度对a和b进行加、减或乘，并将结果存储在*result中。如果结果不能由type1精确表示，则函数返回true("计算已溢出")。(任意精确是一种错觉;计算速度非常快，自20世纪90年代初以来几乎所有可用的硬件都可以在一个或两个指令内完成。)

重写OP的例子:

unsigned long b, c, c_test;
// ...
if (ckd_mul(&c_test, c, b))
{
    // returned non-zero: there has been an overflow
}
else
{
    c = c_test; // returned 0: no overflow
}

C_test包含所有情况下可能溢出的乘法结果。

早在C23之前，GCC 5+和Clang 3.8+就提供了以同样方式工作的内置程序，除了结果指针是最后传递而不是第一个传递:__builtin_add_overflow， __builtin_sub_overflow和__builtin_mul_overflow。这些也适用于小于int的类型。

unsigned long b, c, c_test;
// ...
if (__builtin_mul_overflow(c, b, &c_test))
{
    // returned non-zero: there has been an overflow
}
else
{
    c = c_test; // returned 0: no overflow
}

Clang 3.4+引入了具有固定类型的算术溢出内置函数，但它们的灵活性要低得多，而且Clang 3.8现在已经可用很长时间了。如果你需要使用__builtin_umull_overflow，尽管有更方便的更新选项。

Visual Studio的cl.exe没有直接的等价物。对于无符号加减法，包括<intrin.h>将允许您使用addcarry_uNN和subborrow_uNN(其中NN是位数，如addcarry_u8或subborrow_u64)。他们的签名有点迟钝:

unsigned char _addcarry_u32(unsigned char c_in, unsigned int src1, unsigned int src2, unsigned int *sum);
unsigned char _subborrow_u32(unsigned char b_in, unsigned int src1, unsigned int src2, unsigned int *diff);

C_in /b_in是输入的进位/借位标志，返回值是输出的进位/借位。它似乎没有符号运算或乘法的等价物。

另外，Clang for Windows现在已经可以投入生产(对于Chrome来说已经足够好了)，所以这也是一个选择。

x86指令集包括一个无符号乘法指令，它将结果存储到两个寄存器中。要使用C中的指令，可以在64位程序(GCC)中编写以下代码:

unsigned long checked_imul(unsigned long a, unsigned long b) {
  unsigned __int128 res = (unsigned __int128)a * b;
  if ((unsigned long)(res >> 64))
    printf("overflow in integer multiply");
  return (unsigned long)res;
}

对于32位程序，需要使结果为64位，参数为32位。

另一种方法是使用依赖于编译器的intrinsic来检查标志寄存器。关于溢出的GCC文档可以从6.56内置函数执行溢出检查算术中找到。

如果您有一个比您想要测试的数据类型大的数据类型(比如您做了一个32位的添加，而您有一个64位的类型)，那么这将检测是否发生溢出。我的例子是一个8位的添加。但它可以放大。

uint8_t x, y;    /* Give these values */
const uint16_t data16    = x + y;
const bool carry        = (data16 > 0xFF);
const bool overflow     = ((~(x ^ y)) & (x ^ data16) & 0x80);

它基于本页解释的概念:http://www.cs.umd.edu/class/spring2003/cmsc311/Notes/Comb/overflow.html

对于一个32位的例子，0xFF变成0xFFFFFFFF, 0x80变成0x80000000，最后uint16_t变成uint64_t。

注意:这捕获整数加法/减法溢出，我意识到你的问题涉及乘法。在这种情况下，分裂可能是最好的办法。这通常是calloc实现确保参数在相乘以获得最终大小时不会溢出的一种方式。

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)。

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};

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