c - 了解 `int` 和 `long long` 变量的整数溢出

Question

为什么这些程序会产生不同的输出？

Program 1 :

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

int main()
{
    long long bigger = 0;
    int smaller = INT_MAX;

    bigger = smaller * 2;
    printf("Smaller = %d\n", smaller);
    printf("Bigger = smaller * 2 = %lld\n\n", bigger);

    return 0;
}

输出:

Smaller = 2147483647

Bigger = smaller * 2 = -2

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Program 2 :

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

int main()
{
    long long bigger = 0;
    int smaller = INT_MAX;

    bigger = smaller;
    bigger *= 2;
    printf("Smaller = %d\n", smaller);
    printf("Bigger = smaller * 2 = %lld\n\n", bigger);

    return 0;
}

输出:

Smaller = 2147483647

Bigger = smaller * 2 = 4294967294

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我的猜测是程序 1 试图将乘法结果存储在与 int 大小相同的临时存储器中。所以它溢出了。而程序 2 将乘法结果存储在较大的存储空间中。

我说的对吗？

此外，如果我在其中任何一个程序中犯了任何严重错误，请告诉我(因为根据我的说法，这些程序可以完美编译)!

Answer 1

smaller 是一个 int，文字 2 也是。所以他们的乘积也是 int。由于 INT_MAX * 2 不能用 int 表示(根据定义，差不多)，它会溢出导致未定义的行为。

但是，如果您将值存储在 long long 中，则在执行乘法时，会发生默认整数提升(“通常的算术转换”)。现在，如果您的 long long 可以表示 INT_MAX * 2，您最终会得到语义上等同于 bigger = bigger * (long long)2，按预期工作。