C/C 中的無符號整數溢位

在電腦程式設計領域，理解整數溢位對於確保安全操作至關重要。一篇關於整數安全性的文章中的一個值得注意的引用指出，涉及無符號操作數的計算永遠不會溢出。但這到底意味著什麼？

理解行為

無符號整數型別不代表負值。它們只能儲存不超過最大值的正整數。當涉及無符號整數的計算結果超過此最大值時，該行為稱為「環繞」。

範例

讓我們考慮給定的範例答案：

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

如您所見，當兩個無符號整數總和超過 UINT_MAX 時，結果從最大值 (UINT_MAX) 迴繞到最小值 (0)。此行為類似於取模運算，其中結果減去最大值加一。

數學類比

想像一條帶有 10 個標記的圓形軌道，每個標記代表一個從 0 到 9 的無符號整數值。如果從標記 9 開始並向前移動 3 步，則最終會到達標記 2。此行為反映了無符號整數溢位。

程式設計後果

無符號整數溢位可能會導致安全敏感應用程式中的錯誤計算和漏洞。例如，如果您使用無符號整數來計算數組中的元素數量，並且不小心超出了限制，則可能會導致存取記憶體超出預期邊界。

因此，必須注意無符號整數溢位的行為並使用適當的技術來防止其發生。這包括正確的資料類型選擇、範圍檢查以及仔細考慮程式碼中的整數運算。