C/C 中的无符号整数溢出

在计算机编程领域，理解整数溢出对于确保安全操作至关重要。一篇关于整数安全性的文章中的一个值得注意的引用指出，涉及无符号操作数的计算永远不会溢出。但这到底意味着什么？

理解行为

无符号整数类型不代表负值。它们只能存储不超过最大值的正整数。当涉及无符号整数的计算结果超过此最大值时，该行为称为“环绕”。

示例

让我们考虑给出的示例答案中：

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

如您所见，当两个无符号整数之和超过 UINT_MAX 时，结果从最大值 (UINT_MAX) 回绕到最小值 (0)。此行为类似于取模运算，其中结果减去最大值加一。

数学类比

想象一条带有 10 个标记的圆形轨道，每个标记代表一个从 0 到 9 的无符号整数值。如果从标记 9 开始并向前移动 3 步，则最终会到达标记 2。此行为反映了无符号整数溢出的环绕属性。

编程中的后果

无符号整数溢出可能会导致安全敏感应用程序中的错误计算和漏洞。例如，如果您使用无符号整数来计算数组中的元素数量，并且不小心超出了限制，则可能会导致访问内存超出预期边界。

因此，必须注意无符号整数溢出的行为并使用适当的技术来防止其发生。这包括正确的数据类型选择、范围检查以及仔细考虑代码中的整数运算。