INT_MIN/-1 是在 C++ 中定义的行为吗？答案

【问题标题】：Is INT_MIN/-1 defined behavior in C++?INT_MIN/-1 是在 C++ 中定义的行为吗？
【发布时间】：2013-06-18 18:28:19
【问题描述】：

我有以下INT_MIN/-1 的代码。我希望这个结果是 INT_MAX+1（或 0 翻转）。但是，我得到的实际结果是 INT_MIN。这是我的测试代码：

#define __STDC_LIMIT_MACROS
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
using namespace std;
int main()
{
  int min=INT_MIN;
  int res=min/-1;
  printf("result: %i\n", res);
  printf("max: %i min: %i\n", INT_MAX, INT_MIN);
  return 0;
}

此实现是特定的和/或未定义的行为吗？

【问题讨论】：

有符号溢出未定义，只有无符号溢出定义为“模1 << width”。
INT_MAX + 1 在翻转时不是 0，而是 INT_MIN。
如果有符号整数的表示是一个的补码或有符号的大小，这是定义的行为，因为这样就不会发生溢出。
@DanielFischer 这不可能。如果是真的，那么可以使用反码将整个文档存储在单个 int 中。
@wizzwizz4 对不起，我不明白你的意思。以防万一：在我的评论中，我的意思是 INT_MIN/-1 是在一个补码或有符号幅度表示中定义的行为（因为这样数学结果也可以表示为 int）。

标签： c++ math integer-overflow integer-division

【解决方案1】：

此实现是特定的和/或未定义的行为吗？

是的，有符号整数溢出是未定义的行为。根据 C++11 标准的第 5/4 段：

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，行为是未定义的。 [...]

注意，这同样不适用于 unsigned 算术。如第 3.9.1/4 段和脚注 46 所述：

声明为无符号的无符号整数应遵守算术模2^n 的定律，其中n 是数字该特定整数大小的值表示中的位数。 [...]

这意味着无符号算术不会溢出，因为结果不能由结果表示无符号整数类型以比可以表示的最大值大一的数字为模减少生成的无符号整数类型。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是有符号整数溢出，因此是未定义的行为，这个关于如何使用 Ensure that operations on signed integers do not result in overflow 的 Cert 文档很棒，据我所知涵盖了所有实例。这是 Division 部分的 if 声明，涵盖了您的问题：

if ( (sl2 == 0) || ( (sl1 == LONG_MIN) && (sl2 == -1) ) ) {
  /* Handle error condition */
}
else {
  result = sl1 / sl2;
}

【讨论】：