C11 标准中的哪些规则决定了 `int tx = INT_MAX +1` 的评估？

Question

  int tx = INT_MAX +1; // 2147483648;                                                                                                                                                 
  printf("tx = %d\n", tx);

打印tx = -2147483648。

我想知道如何根据 C11 标准中的 6.3 转换来解释结果？

1. 在评估INT_MAX +1 时，两个操作数都是int 吗？结果是2147483648long int吗？ 6.3中的哪条规则决定了结果的类型？

2. 在评估tx = ...时，是否截断右侧位表示的较高位，使其大小从long int大小变为int大小，然后将截断结果解释为int ? 6.3中的哪些规则决定了这一步的转换是如何进行的？

Answer 1

INT_MAX 和 1 都具有 int 类型，因此结果将具有 int 类型。执行此操作会导致有符号整数溢出，即undefined behavior。

Section 3.4.3p3 给出了一个未定义行为的例子：

示例 未定义行为的一个示例是整数溢出行为。

Answer 2

这里的相关部分是6.5/5：

如果在计算表达式期间出现异常情况（即，如果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。

这是因为INT_MAX 和整数常量1 都具有int 类型。所以你根本不能做INT_MAX + 1。并且没有隐含的促销/转换来挽救这一天，因此 6.3 不适用。这是一个错误，任何事情都可能发生。

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您可以通过将代码更改为int tx = INT_MAX + 1u; 来强制转换。这里一个操作数1u 是unsigned int 类型。因此通常的算术转换将INT_MAX 转换为unsigned int 类型（参见Implicit type promotion rules）。结果是定义明确的2147483648 和unsigned int 类型。

然后尝试将其存储在 int tx 中，转换为赋值的左操作数，然后启动 6.3 的转换规则。特别是 6.3.1.3/3：

否则，新类型是有符号的，值不能在其中表示；无论是 结果是实现定义的或引发了实现定义的信号。

因此，通过将类型更改为1u，我们将代码从 undefined 更改为 impl.defined 行为。仍然不理想，但至少现在代码在给定编译器上具有确定性行为。理论上，结果可能是SIGFPE 信号，但实际上所有现实世界的 2 的补码 32/64 位编译器都可能给你结果-2147483648。

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具有讽刺意味的是，我听说过的所有现实世界的 2 补码 CPU 都以确定性方式执行有符号溢出。因此，C 的未定义行为部分只是 C 标准的人为构造，这是由允许奇异 1 的补码和有符号幅度格式的无用语言特性引起的。在这种奇异的格式中，有符号溢出可能导致陷阱表示，因此 C 必须声明整数溢出是未定义的行为，即使它不在 C 程序正在执行的真实世界 2 的补码 CPU 上。