C 中负整数的加法如何工作？

Question

给出这个简单的代码片段：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main() {
    int8_t a = -1;
    printf("Dec: %d, Hex: %hhx\n", a, a);
    int8_t b = a + 1;
    printf("Dec: %d, Hex: %hhx\n", b, b);
    return 0;
}

结果是：

Dec: -1, Hex: ff
Dec: 0, Hex: 0

这是有道理的，看起来我的系统正在使用二进制补码来实现负整数。

但现在我的问题是

a

是一个8位有符号整数。当

0xff

加 1 时，应该会导致整数溢出。根据这个问题，有符号整数溢出是不是定义的行为。

因此，我的问题是加法如何适用于 8 位负整数，以避免未定义的行为。

和整数提升有关系吗？如果是这样，请解释它在底层是如何工作的。

谢谢你。

Answer 1

无符号整数不会溢出，只会环绕。当您分析二进制补码在幕后如何工作时 - 您分析的是无符号整数。

当有符号整数的值大于最大或最小有符号值存储到该整数时，就会发生上溢（或下溢）。

对于

int8_t

，这些值为

-128

和

127

。所以当你想加或减

1

时，只有

-128 - 1

或

127 + 1

才会导致溢出。

-1 + 1

没有。