Как предотвратить переполнение целых чисел при использовании C или C++?

Question

http://ideone.com/hANuZ

#include <stdio.h> 
int main(int argc, char *argv[]) { 
    /** 
    * Prints out powers of 2 for 32 iterations. 
    */ 
    int iterations = 0; 
    int value = 1; 
    while (iterations <= 32) { 
     // Prints in this format: iterations 2^n value 
     printf("%d\t2^%d\t%d", iterations, iterations, value); 
     switch (iterations) { 
      case 8: 
      case 16: 
      case 32: 
       printf("\t\t%d bit\n", iterations); 
       break; 
      default: 
       printf("\n"); 
       break; 
     } 
     value *= 2; 
     ++iterations; 
    } 
    return 0; 
} 

Когда я скомпилировать и запустить этот кусок кода, странные вещи происходят, когда я печатаю «значение» после того, как он больше, чем 2^30, даже когда я объявляю его как беззнаковое долго.

Что мне делать? Я просто новичок. :-(

Answer 1

Вы печатаете его, как это знаковое целое. Попробуйте использовать строку формата

"%u\t2^%u\t%u" 

проверить документацию PRINTF для всех кодов форматирования и что они делают. %u для unsigned int. unsigned long обычно %lu

Answer 2

простой ответ был бы попробовать объявить его как unsigned long long, который больше, чем 32 бита (минимум 64 бит в соответствии со стандартом, ТНХ @caf).

При работе с типами, в которых конкретный размер важен, вы должны использовать тип с известным размером, например int64_t.

Answer 3

Если вам нужна целая точность, вам нужно использовать внешнюю библиотеку для больших чисел. Для C GMP http://gmplib.org/ - хорошо известная библиотека. Если вам не нужна целая точность, просто используйте float или double.

Если вам интересно, какие ограничения основаны на типах, эта страница читается нормально http://www.lix.polytechnique.fr/~liberti/public/computing/prog/c/C/CONCEPT/data_types.html.

Answer 4

Просто для удовольствия, я изменить ваш пример кода немного для ясности

#include <stdio.h> 

int bitcount(unsigned long i) { 
    int count = 0; 
    while (i > 0) { 
     count++; 
     i>>=1; 
    } 
    return count; 
} 

int main(int argc, char *argv[]) { 
    /** 
    * Prints out powers of 2 for 32 iterations. 
    */ 
    int iterations = 0; 
    int value = 1; 
    while (iterations <= 32) { 
     // Prints in this format: iterations 2^n value 
     printf("%d\t2^%u\t%u\t\t%d bit\n", iterations+1, iterations, value, bitcount(value)); 
     value *= 2; 
     ++iterations; 
    } 
    return 0; 
} 

Вы заметите, что 127 является 8 bit и 256 является 9 bit. Это происходит потому, что

127 = 1000 0000 
256 = 1 0000 0000 

Также 2^32 является 0 потому

2^32 = 1 0000 0000 ... 0000 0000  (overflow for int) 
    = 0000 0000 ... 0000 0000 = 0 (only the first 32 bits are preserved)