Поведение целочисленного переполнения C при присвоении целым числам большей ширины

Question

Если я выполню следующий код на C:

#include <stdint.h>

uint16_t a = 4000;
uint16_t b = 8000;

int32_t c = a - b;

printf("%d", c);

В результате он правильно печатает «-4000».Однако я немного в замешательстве:не должно ли быть арифметического переполнения при вычитании большего целого числа без знака из другого?Какие правила кастинга здесь действуют?Этот вопрос кажется немного нубским, поэтому любые ссылки будут очень признательны.

Answer 1

На самом деле вопрос несколько сложный.Операнды арифметических выражений преобразуются по особым правилам, которые вы можете увидеть в разделе 3.2.1.5 руководства. Стандартный (C89).В вашем случае ответ зависит от типа uint16_t является.Если оно меньше int, сказать short int, то операнды преобразуются в int и вы получите -4000, но на 16-битной системе, uint16_t может быть unsigned int и преобразование в подписанный тип не произойдет автоматически.

Answer 2

Короткий ответ: все они повышены до int во время вычитания.Подробный ответ см. в разделе 6.3.1.1 руководства. Стандарт С, где говорится о целочисленные акции в арифметических выражениях.Соответствующий язык из стандарта:

Если int может представлять все значения исходного типа, значение преобразуется в int;в противном случае он преобразуется в unsigned int.Они называются целочисленные акции.Все остальные типы не изменяются в целочисленных акциях.

Детали тоже есть, но они довольно неприятные.

Answer 3

Оба операнда повышаются до int32_t во время вычитания.Если бы результат был больше максимального значения для int32_t вы бы увидели переполнение.

Answer 4

На самом деле переполнение есть, но C вам об этом не сообщает.

Переполнение оставляет значение, которое оказывается равным -4000, если интерпретировать его как целое число со знаком.Это работает так, как задумано на машинах с двумя комплементами.

Попробуйте интерпретировать результат как беззнаковый, и вы заметите, что (u1-u2) оценивается каким-то, казалось бы, несвязанным числом, когда u1 < u2.