Czy przepełnienie liczby całkowitej ze znakiem nadal jest niezdefiniowane w C ++?

Jak wiemy, przepełnienie liczb całkowitych ze znakiem jest niezdefiniowanym zachowaniem . Ale w cstdintdokumentacji C ++ 11 jest coś interesującego :

typ liczby całkowitej ze znakiem o szerokości odpowiednio 8, 16, 32 i 64 bitów bez wypełniania bitów i przy użyciu dopełnienia 2 dla wartości ujemnych (podany tylko wtedy, gdy implementacja bezpośrednio obsługuje typ)

_{Zobacz link}

I tu jest moje pytanie: skoro średnia mówi wyraźnie, że w przypadku int8_t, int16_t, int32_ta int64_tliczby ujemne są 2 uzupełniają, to nadal przepełnienia tych typów niezdefiniowany zachowanie?

Edycja Sprawdziłem standardy C ++ 11 i C11 i oto co znalazłem:

C ++ 11, §18.4.1:

Nagłówek definiuje wszystkie funkcje, typy i makra, tak samo jak 7.20 w standardzie C.

C11, §7.20.1.1:

Nazwa typedef intN_toznacza typ liczby całkowitej ze znakiem o szerokości N, bez bitów wypełniających i reprezentacją dopełnienia do dwójki. Zatem int8_toznacza taki typ liczby całkowitej ze znakiem o szerokości dokładnie 8 bitów.

czy nadal przepełnienie tych typów jest niezdefiniowanym zachowaniem?

Tak. Zgodnie z paragrafem 5/4 standardu C ++ 11 (w odniesieniu do dowolnego wyrażenia w ogóle):

Jeżeli podczas oceny wyrażenia wynik nie jest matematycznie zdefiniowany lub nie mieści się w zakresie reprezentowalnych wartości dla jego typu, zachowanie jest niezdefiniowane . […]

Fakt, że dla tych typów ze znakiem użyta jest reprezentacja dopełnienia do dwójki, nie oznacza, że ​​przy obliczaniu wyrażeń tych typów używany jest arytmetyczny modulo 2 ^ n.

Z drugiej strony, jeśli chodzi o arytmetykę bez znaku , standard wyraźnie określa, że ​​(paragraf 3.9.1 / 4):

Liczb całkowitych, stwierdził unsigned, powinny przestrzegać prawa arytmetyki modulo 2 ^ n , gdzie n jest liczbą bitów w reprezentacji wartości tej określonej wielkości całkowitej

Oznacza to, że wynik operacji arytmetycznej bez znaku jest zawsze „ zdefiniowany matematycznie ”, a wynik zawsze mieści się w reprezentowalnym zakresie; dlatego 5/4 nie ma zastosowania. W przypisie 46 wyjaśniono to:

46) Oznacza to, że arytmetyka bez znaku nie powoduje przepełnienia, ponieważ wynik, który nie może być reprezentowany przez wynikowy typ liczby całkowitej bez znaku, jest zmniejszany o modulo liczbę, która jest o jeden większa niż największa wartość, która może być reprezentowana przez wynikowy typ liczby całkowitej bez znaku.

Tylko dlatego, że typ jest zdefiniowany do używania reprezentacji dopełnienia 2s, nie oznacza to, że przepełnienie arytmetyczne tego typu zostanie zdefiniowane.

Niezdefiniowane zachowanie przepełnienia arytmetycznego ze znakiem jest używane do włączania optymalizacji; na przykład kompilator może założyć, że jeśli a > bto a + 1 > brównież; nie dotyczy to arytmetyki bez znaku, w przypadku której należałoby przeprowadzić drugie sprawdzenie ze względu na możliwość, że a + 1może się to zakończyć 0. Ponadto niektóre platformy mogą generować sygnał pułapki przy przepełnieniu arytmetycznym (patrz np. Http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Program-Error-Signals.html ); norma nadal na to pozwala.

Tak bym się założył.

Ze standardowej dokumentacji (str. 4 i 5):

1.3.24 niezdefiniowane zachowanie

zachowanie, dla którego niniejsza Norma Międzynarodowa nie nakłada żadnych wymagań

[Uwaga: można oczekiwać niezdefiniowanego zachowania, gdy w niniejszej Normie Międzynarodowej pomija się jakąkolwiek wyraźną definicję zachowania lub gdy program używa błędnej konstrukcji lub błędnych danych. Dopuszczalne niezdefiniowane zachowanie sięga od całkowitego zignorowania sytuacji z nieprzewidywalnymi skutkami, poprzez zachowanie podczas tłumaczenia lub wykonywania programu w udokumentowany sposób charakterystyczny dla środowiska (z lub bez wydania komunikatu diagnostycznego), aż po przerwanie tłumaczenia lub wykonania (z wydaniem komunikatu diagnostycznego). Wiele błędnych konstrukcji programów nie powoduje nieokreślonego zachowania; wymagają diagnozy. - uwaga końcowa]