C程序输出需要说明

Question

我运行下面的程序，我在输出中得到一个意外的数字。

输入要检查的号码

9999999999

141006540​​7 是质数

我在输出中得到一个不同的数字。我输入了 9999999999，我在输出中看到了 141006540​​7。有人可以解释这是怎么回事吗？看起来我超出了整数域的范围。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{

    int n,i;

    printf("Enter the number to be checked\n");

    scanf("%d",&n);

     i=2;

    while(i<n)
    {
        if(n%i==0)
        {
            printf("%d is not a prime number\n", n);
            exit(0);
        }

        i++;
    }

    printf("%d is a prime number\n", n);

}

Answer 1

9,999,999,999（十个9s）太大了，无法放入您的int 数据类型。如果你算出它和1,410,065,407 之间的区别，你会发现它是 2 的精确幂（准确地说是 2³³），这意味着它在你扫描它时会缠绕。

我所说的“环绕”是指整数的属性，即简单地环绕在它们的最大值处以成为意想不到的东西。

例如，可以保存值 0..255 的 8 位无符号整数，当您将 1 添加到保存 255 的变量时，将变为零（有符号值倾向于从最大的正值回绕到最小的正值负值，在这种情况下，最小意味着离零最远）。

假设您正在读取一个十进制数，其中类型的范围为0..255，该数字的字符串表示为456。下面的“代码”大概是它的工作原理：

def scanNum(s):
    result = 0
    for each character c in s:
        result = result * 10 + value(c)
    return result

• 在处理4 字符时，result 乘以十，0 * 10 = 0，然后再加四，得到4。
• 处理5 字符时，result 乘以十，4 * 10 = 40，然后再加五，得到45。
• 在处理6 字符时，result 乘以十，45 * 10 = 450 但是， 因为你只能表示0..255，它会回绕，给你450 - 256 = 194。然后你加六，得到200。

您可以在那里看到，您想要的和您得到的之间的差异也与范围非常相关：456 - 200 = 256。

如果您尝试使用 9 9s（或 999,999,999，请记住 32 位二进制补码可表示的最大数在 2,147,483,647 处更大），或使用能够容纳更大数字的数据类型，您可能会发现它没问题：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main (void) {
    long long n;
    printf("Enter the number to be checked\n");
    scanf("%lld",&n);
    printf("%lld\n", n);
    return 0;
}

根据标准，我最初认为这是错误的，因为根据C11 7.21.6.2 The fscanf function /12，它遵循strtol 函数：

d 匹配一个可选带符号的十进制整数，其格式与 strtol 函数的主题序列的预期格式相同，base 参数的值为 10。对应的参数应该是一个指向有符号整数的指针。

和strtol 函数，C11 7.22.1.4 The strtol, strtoll, strtoul, and strtoull functions /8 状态：

如果正确值超出可表示值的范围，则返回 LONG_MIN、LONG_MAX、LLONG_MIN、LLONG_MAX、ULONG_MAX 或 ULLONG_MAX（根据返回类型和值的符号，如果有）。

但实际上，只有 格式 遵循该功能。 fscanf 及其兄弟的 结果 由 C11 7.21.6.2 The fscanf function /10 控制：

如果这个对象没有合适的类型，或者如果转换的结果不能在对象中表示，行为是未定义的。

因此，如果超出范围，您返回的数字可以是任何值，事实上，鉴于未定义行为的结果没有限制，它可以做任何事情，而不仅仅是返回一个狡猾的结果，包括格式化你的磁盘和将本地时空坍缩成一个裸奇点:-)

在这种情况下，它似乎只是将值包装为扫描过程的一部分，这是代码要做的最简单的事情。