Чи є переповнене цілочисельним переповненням все ще невизначеною поведінкою в C ++?

Як ми знаємо, переповнення цілим числом із підписом є невизначеною поведінкою . Але в документації C ++ 11 є щось цікаве cstdint:

підписаний цілочисельний тип із шириною рівно 8, 16, 32 та 64 біта відповідно без бітів заповнення та використовуючи доповнення 2 для від’ємних значень (надається лише у тому випадку, якщо реалізація безпосередньо підтримує тип)

_{Див. Посилання}

І ось моє запитання: так як стандарт прямо говорить , що для int8_t, int16_t, int32_tі int64_tнегативних чисел 2 - х комплемент, по - , як і раніше переповнення цих типів невизначеного поведінки?

Редагувати Я перевірив стандарти C ++ 11 та C11, і ось що я знайшов:

C ++ 11, § 18.4.1:

Заголовок визначає всі функції, типи та макроси так само, як 7.20 у стандарті C.

C11, § 7.20.1.1:

Ім'я typedef intN_tпозначає підписаний цілий тип із шириною N, без бітів заповнення та поданням доповнення двох. Таким чином, int8_tпозначає такий підписаний цілий тип із шириною рівно 8 біт.

все ще переповнення цих типів невизначеною поведінкою?

Так. Відповідно до пункту 5/4 стандарту C ++ 11 (стосовно будь-якого виразу загалом):

Якщо під час обчислення виразу результат математично не визначений або не знаходиться в діапазоні репрезентативних значень для його типу, поведінка не визначена . [...]

Той факт, що представлення доповнення двох використовується для тих типів, що підписуються, не означає, що арифметика за модулем 2 ^ n використовується при обчисленні виразів цих типів.

Що стосується непідписаної арифметики, то, з іншого боку, Стандарт прямо вказує, що (пункт 3.9.1 / 4):

Беззнакові цілі числа, оголошені unsigned, повинні підкорятися законам арифметики за модулем 2 ^ n, де n - кількість бітів у поданні значень цього конкретного розміру цілого числа

Це означає, що результат непідписаної арифметичної операції завжди " математично визначений ", а результат завжди знаходиться в репрезентативному діапазоні; тому 5/4 не застосовується. Виноска 46 пояснює це:

46) Це означає, що беззнакова арифметика не переповнюється, оскільки результат, який не може бути представлений результуючим цілим беззнаковим типом, зменшується за модулем на число, яке на одне перевищує найбільше значення, яке може бути представлене отриманим цілим беззнаковим типом.

Тільки тому, що тип визначений для використання представлення доповнення 2s, це не означає, що арифметичне переповнення в цьому типі стає визначеним.

Невизначена поведінка підписаного арифметичного переповнення використовується для забезпечення оптимізації; наприклад, компілятор може припустити, що якщо a > bтоді a + 1 > bтакож; це не стосується арифметики без підпису, де слід було б здійснити другу перевірку через можливість, якою це a + 1може обернутися 0. Крім того, деякі платформи можуть генерувати сигнал пастки при арифметичному переповненні (див., Наприклад, http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Program-Error-Signals.html ); стандарт продовжує дозволяти це відбуватися.

Я б поставив так.

Зі стандартної документації (стор. 4 та 5):

1.3.24 невизначена поведінка

поведінка, щодо якої цей міжнародний стандарт не вимагає жодних вимог

[Примітка: Невизначена поведінка може очікуватися, коли цей Міжнародний стандарт опускає будь-яке явне визначення поведінки або коли програма використовує помилкову конструкцію або помилкові дані. Допустима невизначена поведінка варіюється від ігнорування ситуації повністю з непередбачуваними результатами, до поведінки під час перекладу або виконання програми документально, характерним для середовища (з видачею діагностичного повідомлення або без нього), до припинення перекладу чи виконання (з видачею діагностичного повідомлення). Багато помилкових конструкцій програм не породжують невизначеної поведінки; їм потрібно поставити діагноз. - кінцева примітка]