Przepełnienie całkowite i niezdefiniowane zachowanie

Question

Istnieje wiele pytań dotyczących wykrywania przekroczenia liczby całkowitej PRZED faktycznym dodawaniem/odejmowaniem ze względu na możliwe undefined behavior. Więc moje pytanie brzmi:

Po pierwsze, dlaczego wyprodukuje to undefined behavior?

można myśleć 2 powoduje:

1) procesora, który powoduje wyjątek w tym przypadku. Oczywiście, można go wyłączyć i najprawdopodobniej zrobi to dobrze napisany CRT.

2) Procesor wykorzystujący inne reprezentacje binarne liczb (uzupełnienie 1 - podstawa 10?). W takim przypadku niezdefiniowane zachowanie przejawia się jako inny wynik (ale nie ulegnie awarii!). Cóż, moglibyśmy z tym żyć.

Dlaczego więc ktoś powinien unikać powodowania? Czy czegoś brakuje?

Answer 1

Chociaż większość nowoczesne procesory używać 2 za uzupełnienie, a wyniki całkowitą przepełnienia przewidywalny modulo przejściem cyklicznym, to bynajmniej nie jest uniwersalny - trzymać język na tyle ogólne, że może on być stosowany w szerokim zakresie architektur lepiej określ, że przepełnienie całkowite to UB.

Answer 2

Bity w specyfikacji dotyczą pewnej optymalizacji kompilatora. Na przykład:

if (a > 0 && b > 0) { 
    if (a + b <= 0) { 
     // this branch may be optimized out by compiler 
    } else { 
     // this branch will always run 
    } 
} 

Współczesne kompilatory C nie są takie proste, wiele zgadywania i optymalizacji.

Answer 3

Myślę, że twoje założenie 1), że można to wyłączyć dla danego procesora było fałszywe na co najmniej jednej ważnej historycznej architektury, CDC, jeśli moja pamięć jest poprawna.

Answer 4

Podczas gdy historyczne podpisane przepełnienie zostało określone, ponieważ niezdefiniowane zachowanie było prawdopodobnie tymi fałszywymi reprezentacjami starszego typu (uzupełnieniem/wielkością znaku) i przerywanymi przerwaniami, współczesnym powodem pozostawania niezdefiniowanym zachowaniem jest optymalizacja. Jak zauważyła Ji-16 SDiZ, fakt, że podpisane przepełnienie jest niezdefiniowanym zachowaniem, pozwala kompilatorowi zoptymalizować niektóre czynniki warunkowe, których prawda algebraiczna (ale niekoniecznie reprezentująca prawdę na poziomie reprezentacji) jest już ustalona przez poprzednią gałąź. Może również umożliwić kompilatorowi uprościć algebraicznie niektóre wyrażenia (szczególnie te wymagające mnożenia lub dzielenia) w sposób, który mógłby dać inne wyniki niż pierwotnie napisana kolejność oceny, jeśli podwyrażenie zawiera przepełnienie, ponieważ kompilator może założyć, że przepełnienie nie dzieje się z operandami, które mu dałeś.

Innym ogromnym przykładem niezdefiniowanego zachowania w celu umożliwienia optymalizacji są reguły aliasingu.