C 中带符号和无符号变量的环绕解释？

我在 C 规范中读到了一些无符号变量（特别是无符号短int）执行一些所谓的环绕关于整数溢出，尽管我在有符号变量上找不到任何东西，除了我留下的未定义的行为.

我的教授告诉我，他们的价值观也被包裹起来（也许他只是指海湾合作委员会）。我认为这些位只是被截断了，而我留下的位给了我一些奇怪的价值！

环绕是什么以及它与仅截断位有何不同。

有符号整型变量在 C 语言中没有环绕行为。算术计算期间有符号整数溢出会产生未定义的行为。请注意，您提到的 GCC 编译器以实现而闻名严格的溢出语义在优化中，这意味着它利用了此类未定义行为情况所提供的自由度：GCC 编译器假定有符号整数值永远不会回绕。这意味着 GCC 实际上恰好是您使用的编译器之一cannot依赖于有符号整数类型的环绕行为。

例如，GCC 编译器可以假设对于变量int i以下条件

if (i > 0 && i + 1 > 0)

相当于仅仅

if (i > 0)

这正是严格的溢出语义 means.

无符号整数类型实现模算术。模数相等2^N where N是类型的值表示中的位数。因此，无符号整数类型确实会在溢出时出现回绕。

然而，C 语言从不执行小于以下域的算术计算：int/unsigned int. Type unsigned short int您在问题中提到的通常会被提升为类型int在任何计算开始之前的表达式中（假设范围unsigned short符合范围int）。这意味着 1) 的计算unsigned short int将在域中执行int，溢出发生时int溢出，2) 此类计算期间的溢出将导致未定义的行为，而不是环绕行为。

例如，这段代码会产生一个环绕

unsigned i = USHRT_MAX;
i *= INT_MAX; /* <- unsigned arithmetic, overflows, wraps around */

而这段代码

unsigned short i = USHRT_MAX;
i *= INT_MAX; /* <- signed arithmetic, overflows, produces undefined behavior */

导致未定义的行为。

If no int发生溢出并且结果被转换回unsigned short int类型，再次按模减少2^N，这看起来就像该值已回绕一样。