c++ - 整数除法溢出

Question

问题

我一直在考虑整数(int 类型)溢出，我想到除法可能会溢出。

示例:在我当前的平台上，我有

INT_MIN == -INT_MAX - 1

因此

INT_MIN < -INT_MAX

因此

INT_MIN / -1 > -INT_MAX / -1

因此

INT_MIN / -1 > INT_MAX.

因此，除法 ( INT_MIN/-1 ) 会溢出。

---

问题

所以，我有两个问题:

1. 可以编写什么(跨平台)C 代码来防止除法溢出(对于类型(有符号)int)？

2. 哪些保证(在 C 或 C++ 标准中)可能有助于设计代码？

---

例如，如果标准保证我们拥有

INT_MIN == -INT_MAX - 1

或

INT_MIN == -INT_MAX,

然后出现如下代码防止溢出。

#include <limits.h>

/*
      Try to divide integer op1 by op2.
      Return
        0 (success) or
        1 (possibly overflow prevented).
      In case of success, write the quotient to res.
*/

int safe_int_div(int * res, int op1, int op2) {

  /*   assert(res != NULL);   */
  /*   assert(op2 != 0);      */

  if ( op1 == INT_MIN && op2 == -1 )  {
    return 1;
  }
  *res = op1 / op2;
  return 0;
}

Answer 1

What guarantees (in C or C++ standard) might help to devise the code?

C 将有符号整数表示指定为使用 3 种形式中的一种:符号和大小、二进制补码或个数补码。给定这些形式，只有 INT_MIN/-1 的除以 0 和二进制补码除法可能会溢出。

What (cross-platform) C code could one write in order to prevent division overflows (for type (signed) int)?

int safe_int_div(int * res, int op1, int op2) {
  if (op2 == 0) {
    return 1;
  }
  // 2's complement detection
  #if (INT_MIN != -INT_MAX) 
    if (op1 == INT_MIN && op2 == -1)  {
      return 1;
    }
  #endif
  *res = op1 / op2;
  return 0;
}