检查两个无符号整数的总和是否大于uint_max

Question

假设我有两个整数x和y，我想检查它们的总和是否大于UINT_MAX。

#define UINT64T_MAX std::numeric_limits<uint64_t>::max()

uint64_t x = foo();
uint64_t y = foo();
bool carry = UINT64T_MAX - x < y;

该代码将起作用，但我想知道是否有更有效的方法 - 可能使用CPU具有的一些鲜为人知的功能。

Answer 1

在C ++中，无符号整数溢出具有明确定义的行为。如果添加两个无符号整数且结果小于任一个，则计算会溢出。 （结果总是小于两者，所以检查哪一个并不重要。）

#define UINT64T_MAX std::numeric_limits<uint64_t>::max()

uint64_t x = foo();
uint64_t y = foo();
uint64_t z = x + y;
bool carry = z < x;

我相信这是在便携式，定义良好的C ++中实现这一目标的最佳方式。 Clang和GCC都将这个简单的例子编译成两个amd64指令（add x, y; setc carry）的最佳序列。

这并不概括为有符号整数溢出，因为有符号整数溢出是未定义的行为（尽管some C++ committee members are looking to change that）。

一些编译器在各种算术函数之后提供non-standard ways to check for overflow，而不仅仅是为了添加，而不仅仅是有符号数。如果您可以承受丢失便携性，那么将它们用于增加的功能可能值得研究。对于无符号加法溢出的特定情况，在一些非平凡的情况下，性能可能相同或可忽略不计，并且可能不值得丢失可移植性。

Answer 2

auto t = x + y;
bool x_y_overflows_unsigned = t < x || t < y; // Actually, the second check is unnecessary.

很难被击败，并且可能更清楚，因为使用无符号类型的减法通常会引入错误。

但如果您有任何疑问，请检查生成的程序集。