否定INT_MIN未定义的行为？

Posted 2021-04-04

假设我有一个来自外部来源的变量i：

int i = get_i();

假设i是INT_MIN和两个补码表示，-i是不定义的？

答案

这取决于平台。 C支持负数的三种表示（参见C99标准的section 6.2.6.2）：

• 两个补码。
• 一个补充。
• 标志和幅度。

使用一个补码和符号和幅度，-INT_MIN被定义（并且等于INT_MAX）。使用二进制补码时，它取决于符号位1和所有值位零的值是陷阱表示还是正常值。如果它是正常值，则-INT_MIN溢出，导致未定义的行为（请参阅C99标准的section 6.5）。如果它是一个陷阱表示，-INT_MIN等于INT_MAX。

也就是说，大多数现代平台使用两个补码而没有陷阱表示，因此-INT_MIN通常会导致未定义的行为。

另一答案

平台可以选择定义行为，但C标准并不要求它们保证任何相关内容。虽然历史上微计算机编译器的行为相对一致，但-INT_MIN会产生INT_MIN，或者在某些情况下，行为类似于大于INT_MAX的值，因此反而使其具有追溯性地改变被否定的值的变得更加时髦。因此，给出：

int wowzers(int x)
{
  if (x != INT_MIN) printf("Not int min!");
  return -x;
}

超现代编译器可以使用表达式-x来确定在执行先前的比较时x不能等于INT_MIN，并且因此可以无条件地执行printf。

顺便说一句，gcc 8.2将使用否定INT_MIN的UB-ness来“优化”以下内容

int qq,rr;
void test(unsigned short q)
{
    for (int i=0; i<=q; i++)
    {
        qq=-2147483647-i;
        rr=qq;
        rr=-rr;
    }
}

代码无条件地存储-2147483647到qq和2147483647到rr。删除rr=-rr行将使代码存储-2147483647或-2147483648进入qq和rr，具体取决于q是否为零。

另一答案

否定INT_MIN未定义的行为？

是的，当INT_MIN < -INT_MAX - 这是非常常见的（2的补充）。它是整数溢出。

int i = get_i();

#if INT_MIN < -INT_MAX
if (i == INT_MIN) {
  fprintf(stderr, "Houston, we have a problem
";
  // Maybe return or exit here.
}
#endif 

int j = -i;

Houston, we have a problem