c - 使用 _Generic 实现 "safe"数学运算的合理方法？

Question

我一直在考虑一种方法，使它更容易安全地使用 C 的基本数据类型进行数学运算(例如使用 CERT C coding standard )。到目前为止，我想出了这样的事情:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <limits.h>

#define safe_add(x, y) _Generic((x + y),                    \
                            unsigned int: safe_add_uint,    \
                           unsigned long: safe_add_ulong    \
                       )(x, y, __FILE__, __LINE__)

unsigned long
safe_add_ulong(unsigned long x, unsigned long y,
               const char* filename, int line_num)
{
    if (x < ULONG_MAX - y)
        return x + y;
    else {
        fprintf(stderr,
                "Integer wrap-around occurred, File: %s, Line: %d\n",
                filename, line_num);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

unsigned int
safe_add_uint(unsigned int x, unsigned int y,
              const char* filename, int line_num)
{
    if (x < UINT_MAX - y)
        return x + y;
    else {
        fprintf(stderr,
                "Integer wrap-around occurred, File: %s, Line: %d\n",
                filename, line_num);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int
main()
{        
    /*  
     *  usual arithmetic conversions results in this calling
     *  the uint version of safe_add...
     */
    safe_add(2000000000, 3000000000u));

    printf("We shouldn't get here...(unless unsigned int uses more than 32 bits)\n");
}

上面的输出类似于:

发生整数环绕，文件:/.../main.c，行:41

并且程序以失败代码退出(假设操作系统支持)。

显然，需要添加额外的操作和类型以及处理带符号的算术，但是这个整体方法是否有任何我可能遗漏的问题？

有没有更简单的方法来写这个我忽略了？

Answer 1

这段代码可能是库式的，只是它fprintfs 到stderr。相反，您可以想出一种方法将错误直接传达给调用者，然后调用者可以选择优雅地处理它。您可以拆分这些代码，使错误报告和退出代码与执行计算并注意到错误的“安静”代码分开。

例如，您会注意到几个 C 函数 [1] 返回一个 int 值，即使它们处理的是字节。这使他们有“空间”来传达特殊的 EOF 条件以及所有字节值。

如果您无法在返回值中传达您的错误条件，您可以使用指针参数将状态传达回调用者。

[1]如fgetc