c++ - 内存块类在溢出后给出一个数字，为​​什么以及如何？

Question

我的 mac 笔记本电脑有 4 GB 1600 MHz DDR3 内存。

在经典的 MemoryBlock 类中，

class MemoryBlock
{
public:
    // Default constructor
    explicit MemoryBlock(): _length{0}, _data{nullptr} {}
    explicit MemoryBlock(const int l): _length{l}, _data{new int[l]} {}

    // Big-Five (blahblah)
    // --------

    int length() const
    {
        return _length;
    }

private:
    int _length;
    int* _data;
};

然后我试着看看在像这样溢出之后会发生什么，将 x 从 1e9 更改为 1e10 到 1e11.

MemoryBlock x(100000000000);
Info<< "x's length = " << x.length() << endl;

这给了我(用 g++-6 和 cmake 编译)，

[LOG]   x(   1000000000)'s length = 1000000000
[LOG]   x(  10000000000)'s length = 1410065408
[LOG]   x( 100000000000)'s length = 1215752192

警告是这样的，

warning: overflow in implicit constant conversion [-Woverflow]
  MemoryBlock x(100000000000);

当使用 size_t 作为 _length 类型时，我将看不到这个警告，不知道为什么。

无论如何，我的问题是，141006540​​8 和1215752192 是如何生成的？谢谢

Answer 1

1215752192 是 100000000000 % 2^32 的结果，其中 2^32 是 32 位整数的最大可表示值(这是大多数平台上 int 的大小)。注意 signed overflow is undefined behavior !

使用 std::size_t 似乎是:

• 将可表示范围增加到无符号 64 位(在您的特定平台上，因为它是 implementation defined)，这样您的 100000000000 就不会溢出，并且行为将被定义...

• ...或将可表示范围增加到无符号 32 位，其中 100000000000 溢出 (但以明确定义的方式)。

确定前面声明的唯一方法是验证 sizeof(int) 和 sizeof(std::size_t) 在您的机器上的计算结果，并且找出代码中发生的确切溢出。

如果你想保证一个特定的整数有特定的位数，你应该查看"Fixed width integer types" .

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cppreference/Fundamental types有一个很好的表，其中包含 C++ 基本类型的最常见范围。

以后还可以用-fsanitize=undefined捕捉类似的签名溢出问题。