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C++ 理解整数溢出

coder 2024-02-03 原文

在解决了 LeetCode 的一些 C++ 问题后，我遇到了 Reverse Integer并意识到我无法真正掌握如何处理整数溢出。

问题很简单，就是将整数取反(例如 123 -> 321)。现在，困难的部分是遵守以下限制:

Assume we are dealing with an environment which could only store integers within the 32-bit signed integer range: [−231, 231 − 1]. For the purpose of this problem, assume that your function returns 0 when the reversed integer overflows

我做了以下事情:

int reverse(int x) {
   int temp = 0;
   while(x != 0){
       // pop
       int pop = x%10;
       x /= 10;

       if(temp < (INT_MIN - pop)/10 || temp > (INT_MAX - pop)/10){
          return 0;
       }
       else{
           // push
           temp = temp*10 + pop;
      }
   }

   return temp;
}

不幸的是，代码并没有阻止溢出。我做错了什么？

最佳答案

pop 的符号是实现定义的(在 C++11 之前)，INT_MIN - pop 如果为负数将导致溢出。因此，让我们首先将问题简化为仅正整数:

if (x == INT_MIN)    // INT_MIN cannot be inverted, handle it separately
    return 0;
const int sign = (x < 0) ? -1 : 1;
x *= sign;

溢出条件为:

10 * temp + pop > INT_MAX

经过简单的数学计算，我们得到:

temp > (INT_MAX - pop) / 10

这里 pop 总是非负的，所以 INT_MAX - pop 不会溢出。最终结果是 sign * temp。因为 temp 是正数，所以 -temp 不会溢出(如果 temp 是负数，它可能会溢出)。

关于C++ 理解整数溢出，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/56613993/

amp43codetempsectionc++

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