Beseitigt die 2er-Komplementdarstellung undefiniertes Verhalten beim C-Integer-Überlauf mit Vorzeichen?

Undefiniertes Verhalten eines vorzeichenbehafteten Ganzzahlüberlaufs in C

Vorzeichenbehafteter Ganzzahlüberlauf, das Auftreten, wenn der Wert einer vorzeichenbehafteten Ganzzahl ihren darstellbaren Bereich überschreitet, ist gut -bekanntermaßen undefiniertes Verhalten in C. Die C 11 cstdint-Dokumentation führt jedoch eine interessante Aussage ein: Negative Werte in den Typen int8_t, int16_t, int32_t und int64_t werden explizit als durch das Zweierkomplement dargestellt dargestellt.

Diese Spezifikation wirft die Frage auf: Funktioniert die Verwendung von? Das 2er-Komplement für negative Werte in diesen Typen ändert den undefinierten Verhaltensstatus von Überlauf?

Die Antwort bleibt leider Ja. Gemäß Abschnitt 18.4.1 des C 11-Standards definiert der Header alle Funktionen, Typen und Makros identisch mit Abschnitt 7.20 des C-Standards. Abschnitt 7.20.1.1 des C11-Standards verdeutlicht die Definition von intN_t als vorzeichenbehaftete Ganzzahltypen mit 2er-Komplementdarstellung weiter.

Trotz dieser Spezifikation der 2er-Komplementdarstellung stellt der C 11-Standard in Abschnitt 5/4 eindeutig fest, dass „jeder“ vorhanden ist Ein Ausdruck, der zu einem undefinierten mathematischen Ergebnis führt oder außerhalb des darstellbaren Bereichs seines Typs liegt, führt zu undefiniert Verhalten.

Die Verwendung des 2er-Komplements für negative Werte bedeutet also nicht, dass die Arithmetik für diese Typen dem Modulo-2^n-Verhalten entspricht. Für vorzeichenlose Ganzzahlen legt der Standard jedoch ausdrücklich fest, dass die Gesetze der Arithmetik Modulo 2^n gelten, wodurch das Überlaufverhalten mathematisch definiert und innerhalb des darstellbaren Bereichs liegt. Folglich gilt ein vorzeichenloser Überlauf nicht als undefiniertes Verhalten.

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