最有效的便携式溢出检测？

Question

与 C、C++ 和 D 等金属语言类似，检测无符号 64 位溢出的最有效、合理可移植的方式是什么（即不使用汇编程序，尽管您可能假设二进制补码算术和环绕行为）乘法中的整数？

Answer 1

通过将无符号类型可表示的最大值除以被乘数之一，可以提前检测溢出；如果结果小于另一个被乘数，则将它们相乘将导致值超出无符号类型的范围。

例如，在 C++ 中（使用 C++0x 精确宽度数值类型）：

std::uint64_t left = 12;
std::uint64_t right = 42;

if (left != 0 && (std::numeric_limits<std::uint64_t>::max() / left) < right)
{
    // multiplication would exceed range of unsigned
}

在 C 中，您可以使用 uint64_t 作为类型，使用 UINT64_MAX 作为最大值。或者，如果您只关心类型至少 64 位宽，而不一定完全 64 位宽，则可以使用unsigned long long和ULLONG_MAX。

Answer 2

这个几乎重复的问题中有一些答案。 这个答案应该适用于C，C++和其他类似语言：

if (b > 0 && a > 18446744073709551615 / b) {
     // overflow handling
} else {
    c = a * b;
}

或者这个答案 执行乘法，然后将结果除以其中一个参数，看看它是否等于另一个：

x = a * b;
if (a != 0 && x / a != b) {
    // overflow handling
}

Answer 3

可能有更有效的方法，但这是一种简单且便携的方法：

// assume 'a' and 'b' are the operands to be multiplied
if( ( a != 0 ) && ( UINT64_MAX / a ) < b ) ) {
  // overflow
}