C 中有符号和无符号整数的溢出行为是什么？

C 中有符号整数的溢出行为

在 C 中，有符号整数溢出与 C 中一样，是未定义的行为。这意味着溢出表达式的结果不是由标准指定的，并且编译器可以自由地以实现定义的方式处理它。然而，C 11 引入了“固定宽度整数”类型的概念，例如 int8_t、int16_t、int32_t 和 int64_t。

固定宽度整数类型

这些类型保证使用 2 的补码表示法来表示负数。这表明这些类型的算术运算可能表现为模 2^n，其中 n 是整数的宽度。然而，事实并非如此。

固定宽度类型的溢出行为

即使对于固定宽度类型，有符号整数溢出仍然是未定义的行为。 C 11 标准（第 5/4 段）明确指出，如果表达式产生数学上未定义或无法表示的值，则行为未定义。

无符号整数溢出

与有符号整数溢出相反，无符号整数溢出是为固定宽度类型显式定义的。根据 C 11 标准第 3.9.1/4 段，无符号算术遵循模 2^n 算术定律。脚注 46 澄清了无符号整数运算不会溢出，因为结果以最大可表示值为模减少。

结论

尽管对固定宽度类型使用 2 的补码表示，有符号整数溢出仍然是未定义的行为。另一方面，无符号整数溢出是明确定义的并且遵循模算术。这种差异凸显了 C 中有符号整数类型和无符号整数类型之间的根本区别。

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