C 数据溢出与精度丢失

有符号 short 溢出（有符号整数溢出属于未定义行为）

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#include <stdio.h>
int main() {
    short num = 0x7FFF;
    printf("%hd \r\n", num);
    num = 0x8000;
    printf("%hd \r\n", num);
    return 0;
}

short：2 字节 = 16bit，默认signed有符号
○ 范围：-2^15 ~ 2^15-1，即 -32768 ~ 32767
○ 0x7FFF：二进制0111 1111 1111 1111 → 32767（最大值）
○ 0x8000：二进制1000 0000 0000 0000 → -32768（最小值）
调试自增演示

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short num = 32767;
num++;   // 32767 +1，二进制进位，最高位变成1
printf("%hd", num); // 输出 -32768

● 汇编：movsx eax, word ptr $num$

● movsx：符号位扩展，把 16 位 short 扩展到 32 位 eax

● 最高位是 1，代表负数；最高位 0 代表正数

⚠️重点：C 标准里有符号整数溢出是 UB（未定义行为），只是在 VC/VS 编译器下会按补码回绕，不同编译器 / 优化等级结果可能不一样

无符号 unsigned int 溢出（标准定义：模 2^n 取余，行为确定）

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#include <stdio.h>
int main() {
    unsigned int num = 4294967295;
    printf("%u \r\n", num);
    num++;
    printf("%u \r\n", num);
    return 0;
}

unsigned int：4 字节 = 32bit，无符号
○ 范围：0 ~2^32-1，最大值0xFFFFFFFF = 4294967295
○ 0xFFFFFFFF + 1 = 0x100000000
○ 只有 32 位存储空间，丢弃进位的最高位 1，剩余0x00000000，结果 = 0
✅重点：无符号整数溢出是 C 标准明确定义的，自动对2^32取模，一定会回绕
反汇编核心片段解析

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mov dword ptr [num],0FFFFFFFFh  ; 给num赋值0xFFFFFFFF
mov eax,dword ptr [num]
push eax
push offset string "%u \r\n"
call _printf
add esp,8

mov eax,dword ptr [num]
add eax,1          ; eax = eax + 1
mov dword ptr [num],eax  ; 写回栈，超出32bit的进位直接丢弃

● add eax,1 加法指令本身会产生进位标志 CF，但存储到 32 位变量时，超出的进位不会保存，直接截断

对比总结表

类型	字节	溢出行为	C 标准规定
signed short	2	32767+1 → -32768	未定义行为 UB，仅 VC 下补码回绕
unsigned int	4	4294967295+1 → 0	确定，模2^32截断

补充易错点

不要依赖有符号数溢出回绕写代码，开启 O2 优化后结果可能完全改变
溢出本质：固定 bit 宽度，加法进位超出存储空间，发生截断；有符号还要额外解释最高位为符号位
movsx（符号扩展）vs movzx（零扩展）
○ movsx：有符号类型扩展，高位补符号位
○ movzx：无符号类型扩展，高位补 0