為什么CHAR_MAX + 1不會引起溢出？

Question

K＆R的C編程語言中進行了一項練習，以查找各種類型（例如char和int）的最大值/最小值。

在下面的代碼中：

#include<stdio.h>
#include<limits.h>
void main()
{
    printf("Size of Char Max %d\n", CHAR_MAX);
    printf("Max Char+1 = %d\n",CHAR_MAX+1); //my test code 
}

由於CHAR_MAX為127（這是char類型的最大值），為什么不加1導致溢出？

Answer 1

首先， char的范圍是-128到127還是0到255或完全由實現定義。 該標准沒有定義char是帶signed還是unsigned ，也沒有定義必須具有8個二進制位，盡管在實踐中可以安全地假定使用后者。 參見ISO / IEC 9899：1999中的3.9.1（1）：

（...）由實現定義， char對象是否可以容納負值。 （...）

唯一的保證是CHAR_MIN不大於0， CHAR_MAX不小於127（在附件E中）。

至於添加，您不會溢出，因為CHAR_MAX和1 （以及11 ）都是int ，而不是char ，因此不會發生溢出。

而且，即使加上

char c = '\x7f';

c + c;

（即char + char ）的類型為int ，即使對char進行了signed也不會溢出，因為通常的算術轉換適用於+的操作數。 簡而言之，這些狀態表示在算術運算中，所有操作數都將轉換為最大涉及的類型，並且整數提升適用於整數類型。 整數提升表示，在應用它們時，小於int整數類型將轉換為至少int ，因此我們再次具有int + int且沒有溢出。

關於第一段中“八位二進制位”說明的附錄/附帶說明：從歷史的角度來看，問題超出了二進制計算機上數據類型的位數。 今天它沒有什么實際意義，但是C並非在所有普通計算機都使用整數的二進制補碼表示的時候編寫的。 因此，附件E中為有符號類型給出的實現限制是對稱的（例如INT_MAX <= 32767和INT_MIN >= -32767而不是-32768）。 在使用補碼或有符號幅度表示的機器上，我們習慣於不存在的非對稱性根本不存在，並且有兩個零值（0和-0）。

Answer 2

您正在以整數類型（％d）打印CHAR_MAX的值。 因此它將按整數數據類型打印該值。

char總范圍是-128 to 127 。

對於整數是四個字節。 因此沒有溢出。

你可以試試看

char a=256;

這樣分配時，您會得到警告。

warning: overflow in implicit constant conversion [-Woverflow]

Answer 3

CHAR_MAX in被定義為宏常量，而不像您想的那樣屬於char類型。 在這里看看。

在printf("Max Char+1 = %d\\n",CHAR_MAX+1); ，預處理器將CHAR_MAX替換為127 。 由於127 + 1為128，並且格式說明符為%d （int），因此沒有溢出。

Answer 4

您的想法對此是正確的：

printf("Max Char+1 = %d\n",(char)(CHAR_MAX+1));

讓我們回顧一下這行代碼：

• CHAR_MAX+1的int值等於0x00000080（128）
• 轉換為char ，將被截斷為char值0x80（-128）
• 傳遞給printf ，它將擴展為int值0xFFFFFF80（-128）

由於您沒有在代碼中將其int為char ，因此int值0x00000080將“按原樣”傳遞給printf 。

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上面的答案是基於您平台上的CHAR_BIT為8且sizeof(int)為4的假設。