İşaretsiz tamsayı çıkarma davranış tanımlı mı?

Sonuç negatif olduğunda, işaretsiz bir tamsayıyı aynı türden başka bir tam sayıdan çıkarırken bir sorun olduğuna inanan birinden kodla karşılaştım. Yani bu tür bir kod, çoğu mimaride çalışsa bile yanlış olacaktır.

unsigned int To, Tf;

To = getcounter();
while (1) {
    Tf = getcounter();
    if ((Tf-To) >= TIME_LIMIT) {
        break;
    } 
}

Bu, bulabildiğim C standardından belli belirsiz alakalı tek alıntıdır.

İşaretsiz işlenenleri içeren bir hesaplama asla aşırı akış yapamaz, çünkü sonuçta ortaya çıkan işaretsiz tamsayı türüyle temsil edilemeyen bir sonuç, sonuçta ortaya çıkan türle temsil edilebilecek en büyük değerden bir büyük olan sayıya indirgenir.

Sanırım bu alıntı, doğru işlenen daha büyük olduğunda işlemin modulo kesilmiş sayılar bağlamında anlamlı olacak şekilde ayarlandığı anlamına gelebilir.

yani

0x0000 - 0x0001 == 0x 1 0000 - 0x0001 == 0xFFFF

uygulamaya bağlı işaretli semantiği kullanmanın aksine:

0x0000 - 0x0001 == (işaretsiz) (0 + -1) == (0xFFFF ve ayrıca 0xFFFE veya 0x8001)

Hangi veya hangi yorum doğrudur? Hiç tanımlanmış mı?

İşaretsiz bir türden negatif bir sayı üreten bir çıkarma işleminin sonucu iyi tanımlanmıştır:

1. [...] İşaretsiz işlenenleri içeren bir hesaplama asla taşamaz, çünkü sonuçta ortaya çıkan işaretsiz tamsayı türü ile temsil edilemeyen bir sonuç, sonuçta ortaya çıkan tür tarafından temsil edilebilecek en büyük değerden bir büyük olan sayı modulo azaltılır. (ISO / IEC 9899: 1999 (E) §6.2.5 / 9)

Gördüğünüz gibi (unsigned)0 - (unsigned)1-1 modulo UINT_MAX + 1'e veya başka bir deyişle UINT_MAX'a eşittir.

"İşaretsiz işlenenleri içeren bir hesaplama asla taşamaz" demesine rağmen, bu sizi yalnızca üst sınırı aşmak için geçerli olduğuna inanmanıza neden olabilir, bunun cümlenin gerçek bağlayıcı kısmı için bir motivasyon olarak sunulduğunu unutmayın : "a Sonuçta ortaya çıkan işaretsiz tamsayı türü ile temsil edilemeyen sonuç, sonuçta ortaya çıkan tür tarafından temsil edilebilecek en büyük değerden bir büyük olan sayı modulo azaltılmıştır. " Bu ifade, türün üst sınırının aşılmasıyla sınırlı değildir ve temsil edilemeyecek kadar düşük değerlere eşit ölçüde uygulanır.

İşaretsiz türlerle çalıştığınızda , modüler aritmetik ( "etrafı sarma" davranışı olarak da bilinir ) gerçekleşir. Bu modüler aritmetiği anlamak için şu saatlere bir göz atın:

9 + 4 = 1 ( 13 mod 12 ), yani diğer yöne göre: 1-4 = 9 ( -3 mod 12 ). İşaretsiz tiplerle çalışırken de aynı ilke uygulanır. Eğer sonuç türü olduğunu unsigned, daha sonra modüler aritmetik gerçekleşir.

Şimdi sonucu depolayan aşağıdaki işlemlere bakın unsigned int:

unsigned int five = 5, seven = 7;
unsigned int a = five - seven;      // a = (-2 % 2^32) = 4294967294 

int one = 1, six = 6;
unsigned int b = one - six;         // b = (-5 % 2^32) = 4294967291

Sonucun olduğundan emin olmak istediğinizde signed, onu bir signeddeğişkene kaydedin veya üzerine çevirin signed. Sayılar arasındaki farkı elde etmek istediğinizde ve modüler aritmetiğin uygulanmayacağından emin olmak istediğinizde, aşağıdaki bölümde abs()tanımlanan işlevi kullanmayı düşünmelisiniz stdlib.h:

int c = five - seven;       // c = -2
int d = abs(five - seven);  // d =  2

Özellikle koşulları yazarken çok dikkatli olun, çünkü:

if (abs(five - seven) < seven)  // = if (2 < 7)
    // ...

if (five - seven < -1)          // = if (-2 < -1)
    // ...

if (one - six < 1)              // = if (-5 < 1)
    // ...

if ((int)(five - seven) < 1)    // = if (-2 < 1)
    // ...

fakat

if (five - seven < 1)   // = if ((unsigned int)-2 < 1) = if (4294967294 < 1)
    // ...

if (one - six < five)   // = if ((unsigned int)-5 < 5) = if (4294967291 < 5)
    // ...

İlk yorum doğru. Ancak, bu bağlamda "imzalı anlambilim" hakkındaki mantığınız yanlış.

Yine, ilk yorumunuz doğru. İşaretsiz aritmetik, modulo aritmetiğinin kurallarını izler, yani 32-bit işaretsiz tipler için 0x0000 - 0x0001değerlendirilir 0xFFFF.

Bununla birlikte, ikinci yorumun ("işaretli anlambilim" e dayalı olan) da aynı sonucu üretmesi gerekir. Yani 0 - 1imzalı tipin etki alanında değerlendirseniz ve -1ara sonuç olarak elde etseniz bile , bunun daha sonra imzasız tipe dönüştürüldüğünde -1üretilmesi gerekir 0xFFFF. Bazı platformlar işaretli tamsayılar için egzotik bir temsil kullansa bile (1'in tamamlayıcısı, işaretli büyüklüğü), bu platformun işaretli tamsayı değerlerini işaretsiz değerlere dönüştürürken modulo aritmetiği kurallarını uygulaması gerekir.

Örneğin, bu değerlendirme

signed int a = 0, b = 1;
unsigned int c = a - b;

Hala üretmesi garanti edilir UINT_MAXyılında cplatformu imzalı tamsayı için egzotik bir temsilini kullanıyor olsa bile,.

İşaretsiz sayılar unsigned intveya daha büyük tür dönüşümleri olmadığında, a-beklendiğinde ortaya bçıkacak işaretsiz sayıyı veren olarak tanımlanır a. Negatif bir sayının işaretsiz sayıya dönüştürülmesi, işareti ters çevrilmiş orijinal sayıya eklendiğinde sıfır veren sayıyı vermek olarak tanımlanır (bu nedenle -5'i işaretsiz'e dönüştürmek, 5'e eklendiğinde sıfır veren bir değer verir) .

İşaretsiz sayılardan daha küçük sayıların çıkarılmadan önce yazılmaya unsigned intyükseltilebileceğini unutmayın int, davranışı a-bboyutuna bağlı olacaktır int.