숫자가 너무 크면 다음 메모리 위치로 넘겨 집니까?

나는 C 프로그래밍을 검토하고 있으며 나를 괴롭히는 몇 가지가 있습니다.

이 코드를 예로 들어 보겠습니다.

int myArray[5] = {1, 2, 2147483648, 4, 5};
int* ptr = myArray;
int i;
for(i=0; i<5; i++, ptr++)
    printf("\n Element %d holds %d at address %p", i, myArray[i], ptr);

int가 최대 2,147,483,647의 최대 값을 보유 할 수 있음을 알고 있습니다. 따라서 그 이상으로 이동하면 다음 메모리 주소로 "유출"되어 해당 주소에서 요소 2가 "-2147483648"으로 표시됩니까? 그러나 출력에서 ​​여전히 다음 주소가 4, 5를 보유한다고 표시하기 때문에 실제로 의미가 없습니다. 번호가 다음 주소로 넘겨지면 해당 주소에 저장된 값이 변경되지 않습니다. ?

MIPS Assembly에서 프로그래밍 한 것을 기억하고 프로그램 단계에서 주소가 값이 변경되는 것을 단계별로 변경하는 것을 기억합니다.

내가 잘못 기억하지 않는 한 여기에 또 다른 질문이 있습니다. 특정 주소에 할당 된 숫자가 유형 (예 : myArray [2])보다 큰 경우 후속 주소에 저장된 값에 영향을 미치지 않습니까?

예 : 주소 0x10010000에 int myNum = 40 억이 있습니다. 물론 myNum은 40 억을 저장할 수 없으므로 해당 주소에 음수로 표시됩니다. 이 큰 수를 저장할 수는 없지만 이후 주소 0x10010004에 저장된 값에는 영향을 미치지 않습니다. 옳은?

메모리 주소는 특정 크기의 숫자 / 문자를 저장할 수있는 충분한 공간을 가지고 있으며 크기가 한계를 초과하면 다르게 표시됩니다 (int에 40 억을 저장하려고 시도하지만 음수로 표시됨). 따라서 다음 주소에 저장된 숫자 / 문자에는 영향을 미치지 않습니다.

내가 배 밖으로 가면 미안해 나는 이것으로부터 하루 종일 주요 뇌 방귀를 앓고 있습니다.

아니 그렇지 않아. C에서 변수에는 작업 할 고정 된 메모리 주소 세트가 있습니다. 4 바이트가있는 시스템에서 작업 ints하고 int변수를 설정 한 2,147,483,647다음 추가 1하는 경우 변수에는 일반적으로 포함 -2147483648됩니다. (대부분의 시스템에서. 동작은 실제로 정의되어 있지 않습니다.) 다른 메모리 위치는 수정되지 않습니다.

본질적으로 컴파일러는 유형에 비해 너무 큰 값을 할당 할 수 없습니다. 컴파일러 오류가 발생합니다. 대소 문자를 강제로 적용하면 값이 잘립니다.

유형이 8 비트 만 저장할 수 있고 경우에 따라 값을 강제로 입력하려고하면 비트 단위로 살펴보면 1010101010101맨 아래 8 비트 또는로 끝납니다 01010101.

당신의 예에서, 상관없이 당신이 무엇을하는 myArray[2], myArray[3]'4'가 포함됩니다. "유출"이 없습니다. 4 바이트 이상인 것을 넣으려고하면 하이 엔드의 모든 것을 벗어나고 아래쪽 4 바이트를 남겨 둡니다. 대부분의 시스템에서 결과는 -2147483648입니다.

실제적인 관점에서, 당신은 이것이 결코 일어나지 않도록하기를 원합니다. 이러한 종류의 오버플로는 종종 해결하기 어려운 결함을 초래합니다. 다시 말해, 당신의 가치가 수십억에 달할 가능성이 있다고 생각되면 사용하지 마십시오 int.

부호있는 정수 오버플로는 정의되지 않은 동작입니다. 이 경우 프로그램이 유효하지 않습니다. 컴파일러는이를 확인하지 않아도되므로 합리적인 것으로 보이는 실행 파일을 생성 할 수 있지만 보장 할 수는 없습니다.

그러나 부호없는 정수 오버플로는 잘 정의되어 있습니다. 모듈로 UINT_MAX + 1을 래핑합니다. 변수가 차지하지 않는 메모리는 영향을받지 않습니다.

https://stackoverflow.com/q/18195715/951890 도 참조하십시오.

여기에는 두 가지가 있습니다.

• 언어 수준 : C의 의미는 무엇입니까
• 머신 레벨 : 사용하는 어셈블리 / CPU의 의미는 무엇입니까

언어 수준에서 :

C에서 :

• 오버플로 및 언더 플로는 부호없는 정수에 대한 모듈로 산술로 정의 되므로 해당 값 "루프"
• 오버플로 및 언더 플로는 부호있는 정수에 대해 정의되지 않은 동작 이므로 모든 일이 발생할 수 있습니다

"무엇이든"예제를 원하는 사람들을 위해 다음과 같이 보았습니다.

for (int i = 0; i >= 0; i++) {
    ...
}

로 전환 :

for (int i = 0; true; i++) {
    ...
}

그렇습니다. 이것은 합법적 인 변화입니다.

이는 이상한 컴파일러 변환으로 인해 오버플로에서 메모리를 덮어 쓸 수있는 잠재적 인 위험이 있음을 의미합니다.

참고 : Clang 또는 gcc에서는 부호없는 정수의 언더 플로 / 오버플로를 중단 -fsanitize=undefined하는 정의되지 않은 동작 살균제 를 활성화하기 위해 디버그에서 사용합니다 .

또는 연산 결과를 사용하여 배열에 색인화 (체크 해제)하여 메모리를 겹쳐 쓸 수 있음을 의미합니다. 언더 플로 / 오버플로 감지가없는 경우 불행히도 훨씬 더 가능성이 높습니다.

참고 : Clang 또는 gcc -fsanitize=address에서 디버그에서 Address Sanitizer 를 활성화하면 범위를 벗어난 액세스가 중단됩니다.

기계 수준에서 :

실제로 사용하는 조립 지침 및 CPU에 따라 다릅니다.

• x86에서 ADD 는 오버플로 / 언더 플로에서 2 보완을 사용하고 OF (오버플로 플래그)를 설정합니다
• 향후 Mill CPU에는 다음과 같은 4 가지 오버플로 모드가 있습니다 Add.
  • 모듈로 : 2 보수 모듈로
  • 트랩 : 트랩이 생성되어 계산이 중단됩니다.
  • 포화 : 언더 플로에서 값이 최소로 고정되거나 오버플로에서 최대로 고정됨
  • 이중 너비 : 결과는 이중 너비 레지스터에서 생성됩니다.

레지스터 나 메모리에서 일이 발생하는지 여부에 관계없이 CPU는 오버플로시 메모리를 덮어 씁니다.

@StevenBurnap의 답변을 더 나아 가기 위해서는 이것이 컴퓨터 수준에서 컴퓨터가 작동하는 방식 때문입니다.

어레이는 메모리에 저장됩니다 (예 : RAM). 산술 연산을 수행 할 때 메모리의 값이 산술을 수행하는 회로의 입력 레지스터 (ALU : 산술 논리 유닛 )에 복사 된 다음 입력 레지스터의 데이터에 대해 연산이 수행되어 결과가 생성됩니다. 출력 레지스터에. 이 결과는 메모리의 올바른 주소에서 메모리로 다시 복사되어 메모리의 다른 영역은 그대로 유지됩니다.

먼저 (C99 표준으로 가정) <stdint.h>표준 헤더 를 포함 하고 거기에 정의 된 일부 유형, 특히 int32_t정확히 32 비트 부호있는 정수 또는 uint64_t정확히 64 비트 부호없는 정수 등을 사용할 수 있습니다. int_fast16_t성능상의 이유로 같은 유형을 사용할 수 있습니다 .

부호없는 산술이 인접한 메모리 위치로 넘치거나 넘치지 않는다고 설명하는 다른 답변을 읽으십시오. 부호있는 오버플로 에서 정의되지 않은 동작 에 주의하십시오 .

그런 다음 정확히 큰 정수 를 계산해야하는 경우 (예 : 10 진수로 2568 자리를 모두 사용하여 1000의 계승을 계산하려는 경우) 임의의 정밀도 숫자 (또는 큰 숫자 )와 같은 bigint를 원합니다 . 효율적인 bigint 산술 알고리즘은 매우 영리하며 일반적으로 특수한 기계 명령어 (예 : 프로세서에 캐리가있는 단어 추가)를 사용해야합니다. 따라서이 경우 GMPlib 와 같은 기존 bigint 라이브러리 를 사용하는 것이 좋습니다.