为什么 gcc 不能正确添加 tmin + tmin？ [复制]答案

【问题标题】：Why does gcc not add tmin + tmin correctly? [duplicate]为什么 gcc 不能正确添加 tmin + tmin？ [复制]
【发布时间】：2019-10-09 23:29:58
【问题描述】：

当我发现这个奇怪时，我一直在玩按位运算和二进制补码。

#include <stdio.h>
int main ()
{
    int tmin = 0x80000000;
    printf("tmin + tmin: 0x%x\n", tmin + tmin);
    printf("!(tmin + tmin): 0x%x\n", !(tmin + tmin));
}

上面的代码产生以下输出

tmin + tmin: 0x0
!(tmin + tmin): 0x0

为什么会这样？

【问题讨论】：

你溢出了，所以它会导致未定义的行为。使用unsigned int。
您在第二行 printf 上缺少 )。
@MooingDuck 我知道溢出，我只是感到困惑，因为第一个 printf 的输出似乎表明 tmin + tmin 为 0，但显然不是？
@DonThousand：程序有未定义的行为，所以任何事情都可能发生。
C 标准没有说int 类型中存在溢出的一个特定结果。它说，只要有int 溢出，C 实现就可以做它想做的任何事情，而且每次都可以不同。正如其他人指出但未解释的那样，这称为未定义行为，这意味着 C 标准根本不强加任何要求。在您询问的情况下，C 编译器可能只是在做“最简单”的事情。例如，编译器可以获取包含溢出的整个表达式并将其减少为 0，而不管它包含什么。

标签： c gcc twos-complement

【解决方案1】：

0x80000000 二进制是

0b10000000000000000000000000000000

当你将两个0x80000000s 加在一起时，

    |<-          32bits          ->|
  0b10000000000000000000000000000000
+ 0b10000000000000000000000000000000
------------------------------------
 0b100000000000000000000000000000000
    |<-          32bits          ->|

但是，您机器上的 int 似乎有 32 位，因此只保留了低 32 位，这意味着您的结果中的 1 被静默丢弃。这称为Integer Overflow。

还请注意，在 C 中，有符号（与无符号相反，即unsigned int）整数溢出实际上是undefined behavior，这就是为什么!(tmin + tmin) 给出0x0 而不是0x1。请参阅this blog post 以了解由于另一个未定义的行为（即未初始化的变量）而导致变量同时为真和假的示例。

【讨论】：

这里不解释第二种情况。
我想我现在明白了我的困惑点。如果我将 tmin + tmin 的总和转换为 int，然后调用 !sum，那么它将按预期返回 1。
@DonThousand "如果我将 tmin + tmin 的总和转换为一个 int，然后调用 !sum，那么它将按预期返回 1。" --> 你还是没抓住重点。结果不是预期的，而是未定义的行为。
@JL2210 确实如此，因为未定义的行为可以解释任何事情。编辑澄清。
@DonThousand 如果你不知道“未定义的行为”暗示了什么，那基本上就是规范的那个角落，他们不要求特定的结果。因此，如果您的操作属于未定义行为；即使根据数学定律，答案应该为零，你得到的答案可能是零，或者一，或一百万，随机数，或任何其他数字可以想到，因为它取决于运行它的计算机，以及目前正在实施的任何实施。 “未定义的行为”==“所有赌注都没有，逻辑不适用”。