加载中…C语言中INT_MIN的一些问题
(2012-02-16 21:47:19)
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int_min补码二进制杂谈 |
二进制补码（Two's
complement）表示法在进行数据表达和运算的时候，都非常直观和快捷（详细可以看Computer System A
Programmer's Perspective CSAPP）。但是进行某些计算或者编程的时候一定要非常小心，因为
表示在数的上下限处，往往会出现意料之外的情况。
K.R. 的C语言书"The C Programming Languages"就顺带提到了这个问题，在Exercise
3-4处，问到问什么INT_MIN if ((sign=n)<0)
n=-n;
在32位计算机中，最小的整形数可以在C语言的头文件<limits.h>里面看到（Code::Blocks的gcc编译器）:
#define INT_MAX
2147483647
#define INT_MIN
(-INT_MAX-1)
所以，最小的整形数数值是-2147483648。他的相反数就是2147483648，但是这个正数是溢出的，整形数的范围是在INT_MIN到INT_MAX之间。
如果在gcc下面运行（n=-n），会产生什么结果呢？请看下面的程序：
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(){
int i = INT_MIN;
printf("%d",-i);
return 0;}
返回结果是：-2147483648。这个结果令人意外。
参照CSAPP的2.3.3节，我们可以认为上面的结果是有负溢出产生的。负溢出指的是，当两个负数相加的时候，如果因为溢出而导致结果是0或者正数。
按照这个加法原理，INT_MIN+INT_MIN=0。
如果从二进制代码的角度考虑，比如两个8位数相加:
+ 10000000
=100000000
由于结果超出了8位，这时候第九位会被截去，结果就是0。
另一个可能出现的问题就是C编辑器可能进行了一个不良优化。有位童鞋已经发现了这个问题：http://www.velocityreviews.com/forums/t676142-int_min-1-0-equals-to-0-a.html
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(){
int i = INT_MIN;
int j = i-1;
int cmp = ((i-1)>0);
printf("j=%d, cmp=%d", j, cmp);
return 0;
}
$ j=2147483647, cmp=0
#include <limits.h>
int main(){
int i = INT_MIN;
int j = i-1;
int cmp = ((i-1)>0);
printf("j=%d, cmp=%d", j, cmp);
return 0;
}
$ j=2147483647, cmp=0
由于j是正数，正常理解i-1也应该是大于零的。在我的gcc编译器里面也确实是这样。
但是某些编译器却把i-1>0,优化为i>1，导致了结果不同。
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