c++ - 检查两个无符号整数之和是否大于 uint_max

Question

假设我有两个整数x 和y，我想检查它们的和是否大于UINT_MAX。

#define UINT64T_MAX std::numeric_limits<uint64_t>::max()

uint64_t x = foo();
uint64_t y = foo();
bool carry = UINT64T_MAX - x < y;

该代码可以工作，但我想知道是否有更有效的方法 - 可能使用 CPU 具有的一些鲜为人知的功能。

Answer 1

在 C++ 中，无符号整数溢出具有明确定义的行为。如果将两个无符号整数相加并且结果小于其中任何一个，则计算溢出。 (结果总是比两者都小，所以你检查哪一个都没有关系。)

#define UINT64T_MAX std::numeric_limits<uint64_t>::max()

uint64_t x = foo();
uint64_t y = foo();
uint64_t z = x + y;
bool carry = z < x;

我相信这是在可移植、定义明确的 C++ 中实现此目的的最佳方式。 Clang 和 GCC 都将这个简单的示例编译为两个 amd64 指令的最佳序列(add x, y; setc carry)。

这不会泛化为有符号整数溢出，因为有符号整数溢出是未定义的行为(尽管 some C++ committee members are looking to change that )。

一些编译器提供 non-standard ways to check for overflow在各种算术函数之后，不仅仅是加法，也不仅仅是有符号数。如果您能承受失去便携性，那么将它们用于该附加功能可能值得研究。对于无符号加法溢出的特定情况，在某些重要情况下性能可能相同或快得可以忽略不计，可能不值得失去可移植性。