整数转换问题答案

【问题标题】：Issue with Integer Conversion整数转换问题
【发布时间】：2012-11-23 10:16:47
【问题描述】：

int left = std::numeric_limits<int>::min();
int right = -1;
//the code below instead of give one more than int_max gives: 18446744071562067968
unsigned long long result = left * right;

我尝试查找 UAC，但即使根据 UAC 规则，这也应该产生正确的输出。任何想法为什么结果不正确？

【问题讨论】：

标签： c++ integer type-conversion uac

【解决方案1】：

将带符号 2 的补码 int 的最小值乘以 -1 是未定义的行为，因为结果超出了类型的范围。

在这种情况下，您的输出与 -2147483648 的结果一致，即溢出似乎已经环绕。您不能依赖于有符号类型的环绕，只能依赖无符号类型。

将计算结果分配给unsigned long long 不会改变执行计算的类型。只要你做乘法，你就输了。因此，将其中一个操作数转换为unsigned long long在相乘之前。

【讨论】：

#Steve Jessop，这不应该导致溢出吗？就像 max_int 一样？是否有解释这种行为的规则？
@smallB：有符号溢出是 C++ 中未定义的行为，它不保证会环绕。它通常确实会回绕（这与您看到的结果一致），但是像 gcc 这样的常见编译器包含的优化可能会破坏您的代码，如果它包含您认为会回绕的溢出，但编译器假设不会发生，因为它们是禁止。 5/4，“如果在计算表达式期间，结果未在数学上定义或不在其类型的可表示值范围内，则行为未定义。”

【解决方案2】：

两个操作数都是int，所以算术是在int类型内进行的；运算结果超出int的范围，所以结果未定义。

为了得到你期望的结果，首先将一个操作数转换为long long：

 unsigned long long result = left * (long long) right;

这仍然是潜在的未定义行为；尽早转换为无符号算术更安全（因为无符号算术会换行并且不会溢出）：

unsigned long long result = left * (unsigned long long) right;

注意你得到的结果是0xffffffff80000000；这表明操作的实际结果是int类型中的std::numeric_limits<int>::min()，然后对其进行符号扩展并强制转换为unsigned long long。

【讨论】：

@smallB：你期待什么？试试上面的，看看这是不是你想要的。我认为史蒂夫杰索普的上述回答更正确。

【解决方案3】：

原因是乘法是根据int 提交的。

两个参数都是int，所以乘法得到int agein，你是对的，它得到int_max + 1，它等价于int_min=-2147483648。所以它实际上是 -2147483648，但是对于 unsigned long long 它相当于 18446744071562067968，见十六进制代码：

                       int_min =         80000000 
(unsigned long long) (int min) = ffffffff80000000

【讨论】：