爲什麼整數在溢出時有不同的行爲

Question

我正在閱讀的一本c編程書（c編程，現代方法第2版）說，當在無符號整數運算期間發生溢出時，結果是定義「。

這裏是一個小的代碼示例

#include <stdio.h> 

int main() 
{ 
    unsigned short int x = 65535; // The unsigned short int is at the maximum possible range 
    x += 1; // If I add one to it will overflow. 
    printf("%u", x); // the output will be zero or one if decide to add plus one again to x 
    return 0; 
} 

他接着說，「爲有符號整數，這些整數的行爲沒有定義」。這意味着程序可以打印出錯誤的結果，也可能導致程序崩潰。

這是爲什麼？

Answer 1

它涉及到硬件表示，並且有多種方法來表示二進制符號整數類型（符號幅度，補碼，二進制補碼）以及對它們的操作。當發生溢出時（例如，觸發硬件陷阱，使用模數等），這些具有完全不同的含義。

所有以二進制表示無符號整型值並在這些值上實現數值運算的明顯方法都具有相同的結果 - 本質上，硬件中的數值運算使用模運算。

對於基本類型（以及其他事物），當存在多種可行的實現方式時，標準通常允許編譯器供應商自由，而這些選項具有不同的後果。有多種簽名整數類型的方法，以及使用每種方法的現實世界的硬件。它們足夠不同以保證行爲沒有定義（因爲該術語在標準中定義）。