C 操作无符号整数 - 整数溢出

Question

我在简单的 C 程序中试验 unsigned int 数据类型和主要方法参数。作为实验，我编写了一个程序，该程序从命令行获取一个 int 数字作为 main 方法的参数，并对该数字和 0 之间的每个整数求和。

例如程序计算f(n) = (1 + 2 + 3... + n) n > 0时有效

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

const unsigned int MAX_NUM = 92681; //Max input that will avoid int overflow later on

unsigned int sum(unsigned int x); 

int main(int argc, char *argv[]) { 

    unsigned int input = atoi(argv[1]); 

    if (input < 0 || input > MAX_NUM) {
        printf("Invalid input! Input must be less than 92682\n");
        exit(0); //If input > MAX_NUM, quit program
    }

    unsigned int result = sum(input);

    printf("Sum to %d = %d\n", input, result);

    return 0;
}

unsigned int sum(unsigned int x) {
    unsigned int sum = 0;
    unsigned int y;
    for (y = 0; y <= x; y++) {
        sum += y;
        printf("Current sum:\t%u\n",sum);
    }
    return sum;
}

我开始注意到的第一件事是当 f(n) > 2147483648(也就是有符号整数的最大值)时整数溢出。

我手工找到了我的程序生成的结果有效的最大值(例如，在整数溢出之前)，有符号整数为 65535，无符号整数为 92681。

为有符号整数运行程序产生了预期的结果 - 在 65535 处，由于整数溢出，非常大的正数变成了非常大的负数。

然后我仔细检查并将每个“int”更改为“unsigned int”。尽管有这个整数溢出，但就像整数是有符号的而不是无符号的一样。

我的问题是 a) 这是为什么？ b) 我怎样才能使我的答案可以使用整个范围的无符号整数，即 0 到 (2^32) - 1(因为我不需要负值!)。

非常感谢!

Answer 1

您忘记更改最后的 printf格式从有符号到无符号。

改变:

printf("Sum to %d = %d\n", input, result);

到:

printf("Sum to %u = %u\n", input, result);
               ^^   ^^

请注意，启用编译器警告(例如 gcc -Wall ...)会提醒您注意这一点。始终启用编译器警告并始终注意它们。