تجاوز عدد صحيح غير موقع في C/C

في مجال برمجة الكمبيوتر، يعد فهم تجاوز عدد صحيح أمرًا بالغ الأهمية لضمان العمليات الآمنة. يشير الاقتباس الملحوظ من مقال حول أمان الأعداد الصحيحة إلى أن الحسابات التي تتضمن معاملات غير موقعة لا يمكن أن تتجاوز أبدًا. ولكن ماذا يعني هذا حقًا؟

فهم السلوك

أنواع الأعداد الصحيحة غير الموقعة لا تمثل قيمًا سالبة. يمكنهم فقط تخزين الأعداد الصحيحة الموجبة بحد أقصى للقيمة. عندما تؤدي عملية حسابية تتضمن أعدادًا صحيحة غير موقعة إلى قيمة تتجاوز هذا الحد الأقصى، يُعرف هذا السلوك باسم "الالتفاف حولها".

مثال

دعونا نفكر في المثال الموضح في الجواب:

UINT_MAX   1 == 0
UINT_MAX   2 == 1
UINT_MAX   3 == 2

كما ترون، عندما يتجاوز مجموع عددين صحيحين غير موقعين UINT_MAX، فإن النتيجة تلتف من القيمة القصوى (UINT_MAX) إلى القيمة الدنيا (0). يشبه هذا السلوك عملية modulo، حيث يتم تقليل النتيجة بمقدار القيمة القصوى زائد واحد.

القياس الرياضي

تخيل مسارًا دائريًا به 10 علامات، كل منها يمثل قيمة عدد صحيح غير موقعة من 0 إلى 9. إذا بدأت عند العلامة 9 وتحركت 3 خطوات للأمام، فسينتهي بك الأمر عند العلامة 2. يعكس هذا السلوك خاصية الالتفاف لـ تجاوز عدد صحيح غير موقعة.

العواقب في البرمجة

يمكن أن يؤدي تجاوز عدد صحيح غير موقع إلى حسابات غير صحيحة ونقاط ضعف في التطبيقات الحساسة للأمان. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم عددًا صحيحًا غير موقّع لحساب عدد العناصر في مصفوفة وتجاوزت الحد عن طريق الخطأ، فقد يؤدي ذلك إلى الوصول إلى الذاكرة خارج الحدود المقصودة.

لذلك، من الضروري أن تكون على دراية بذلك سلوك تجاوز عدد صحيح غير موقع واستخدام التقنيات المناسبة لمنع حدوثه. يتضمن ذلك الاختيار المناسب لنوع البيانات، والتحقق من النطاق، والنظر بعناية في عمليات الأعداد الصحيحة في التعليمات البرمجية الخاصة بك.