当 C 表达式中发生整数溢出时会发生什么？答案

【问题标题】：What happens when a integer overflow occurs in a C expression?当 C 表达式中发生整数溢出时会发生什么？
【发布时间】：2014-10-04 18:23:19
【问题描述】：

我有以下 C 代码：

uint8_t firstValue = 111;
uint8_t secondValue = 145;
uint16_t temp = firstValue + secondValue;
if (temp > 0xFF) {
    return true;
}
return false;

这是替代实现：

uint8_t firstValue = 111;
uint8_t secondValue = 145;
if (firstValue + secondValue > 0xFF) {
    return true;
}
return false;

第一个例子很明显，uint16_t 类型足够大，可以包含结果。当我在 OS/X 上使用clang 编译器尝试第二个示例时，它正确返回了 true。那里会发生什么？是否有某种临时更大的类型来包含结果？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

+ 的操作数被提升为更大的类型，我们可以通过转到 draft C99 standard 部分看到这一点 6.5.6 加法运算符 说：

如果两个操作数都具有算术类型，则通常的算术转换在他们。

如果我们转到6.3.1.8 通常的算术转换，它会说：

否则，对两个操作数都执行整数提升。

然后我们转到6.3.1.1 布尔值、字符和整数，上面写着（强调我的）：

如果一个int可以表示原始类型的所有值，则将该值转换为一个int；否则，它将转换为无符号整数。 这些被称为整数促销活动.48) 所有其他类型都不会因整数促销活动而改变。

所以这种情况下+的两个操作数都会被提升为类型int进行操作，所以不会溢出。

【讨论】：

【解决方案2】：

第一个例子很明显，uint16_t 类型足够大，可以包含结果。

事实上，赋值x = expr; 的目标左值x 与expr 中是否存在溢出无关。如果有，那么无论x 有多宽，结果都是这样。

在您的示例中，“整数提升”适用，并且计算在 int 操作数之间完成。这意味着没有溢出。整数提升在 C11 的第 6.3.1.1:2 节中进行了描述。

如果您添加了两个 uint32_t 值，则可能存在回绕（当无符号操作产生超出无符号类型范围的结果时的指定行为），即使分配给结果的左值是uint64_t。

【讨论】：

【解决方案3】：

是的，所有算术是在至少具有int 宽度的类型中完成的。因此，您的操作数首先转换为int，然后执行操作。与您的第一个示例一样，然后将结果转换回分配的目标类型。

通常，对窄类型进行算术运算根本不是一个好主意。尽可能避免，它只会使事情复杂化。最好是完全避免使用这些类型，除非您在存储大量数字时遇到真正的问题，例如

【讨论】：

【解决方案4】：

在 C 中，中间结果至少以int 的形式完成，如果输入类型为 long 或更大的数据类型，则更宽。

【讨论】：