确定整数溢出是超出边界还是低于边界

本文关键字：边界 于边界 整数 溢出 | 更新日期: 2023-09-27 18:08:33

使用c#，我有一些自定义类，我需要能够检测整数溢出并返回默认的最小值或最大值，这取决于溢出是由于结果超过最大值还是低于最小值。我似乎找不到一个关于如何检测任何地方发生的溢出"类型"的建议。

类分为两种一般类型:使用有符号值的类和使用无符号值的类。

作为一个例子，下面是一个处理Int32值的类:

public class Stat32Tf : IStat32T<float>
{
    #region fields
    private int baseValue, baseAdjustment;
    private float baseMultiplier;
    #endregion
    #region ctors
    public Stat32Tf()
    {
        baseValue = 0;
        baseAdjustment = 0;
        baseMultiplier = 1f;
    }
    public Stat32Tf(int baseValue, int baseAdjustment = 0, float baseMultiplier = 1f)
    {
        this.baseValue = baseValue;
        this.baseAdjustment = baseAdjustment;
        this.baseMultiplier = baseMultiplier;
    }
    #endregion
    #region properties
    public int BaseValue
    {
        get 
        { 
            return baseValue; 
        }
        set 
        {
            baseValue = value; 
        }
    }
    public int BaseAdjustment
    {
        get 
        { 
            return baseAdjustment; 
        }
        set 
        { 
            baseAdjustment = value; 
        }
    }
    public float BaseMultiplier
    {
        get 
        { 
            return BaseMultiplier; 
        }
        set 
        { 
            baseMultiplier = value; 
        }
    }
    public int TruncValue
    {
        get 
        { 
            return (int)Value; 
        }
    }
    public float Value
    {
        get 
        { 
            return (baseValue + baseAdjustment) * baseMultiplier; 
        }
    }
    #endregion
}
如您所见，该类的思想是保存一个基值、一个调整值和一个乘数值，并在value属性中返回聚合值。(TruncValue属性，顾名思义，只是返回截断的整数值，删除任何小数值)。

目标是处理Value属性的"get"访问器中的溢出，如果结果超过最大int值，则返回int。MaxValue，如果小于最小值，则返回int。MinValue，而不抛出实际的溢出错误。让我感到棘手的部分是调整值和乘数也可以是负值(根据设计要求)。

实现这一目标的安全方法是什么?我还没能找到任何解决这种情况的资源。我猜需要使用某种算术算法来确定结果是超过还是低于

确定整数溢出是超出边界还是低于边界

只有少数情况下它可以下溢:

  • 如果baseValue和baseAdjustment都是负的-> If Int。MinValue - baseAdjustment> baseValue，那么你有一个下流

  • 如果baseValue + baseajument为负且basemulplier为正->如果引发溢出异常，则只能是下溢

  • 如果baseValue + baseAdjustment为正，但basemulplier为负->如果引发溢出异常，则只能是下溢

如果你想避免引发/捕获异常，那么它可能会有点复杂(你可能想要将结果强制转换为long，并将其与Int.MaxValue;这样，只有当结果超过Long.MaxValue)时，它才会引发异常。

float非常大。是期望get值溢出，还是期望强制转换为int值溢出?如果只是强制转换，类似下面的代码可能会起作用。

//This answer is wrong, see below.
public int TruncValue
{
    get
    {
        if (Value > (float)int.MaxValue)
        {
            return int.MaxValue
        }
        else if (Value < (float)int.MinValue)
        {
            return int.MinValue
        }
        else
        {
            return (int)Value;
        }
    }
}

尽管您可能需要对边缘情况进行一些额外的处理。

编辑-我在一些代码中玩了这个，发现了一些我没有预料到的行为，但显然它是在规范中。

例如,

var Value = int.MaxValue + int.MaxValue //Ends up returning -2 with no exception in debug mode.
var MaxCalculatedValue = (int.MaxValue + int.MaxValue) * float.MaxValue //Ends up returning something like -3.4... ^38.

你可能真的需要将所有内容向上强制转换为double类型，然后检查结果是否大于或小于int类型。

所以它可能看起来像这样:

public float Value
{
    get
    {
        var result = ((double)baseValue + (double)baseAdjustment) * (double)baseMultiplier;
        if (result > (double)int.MaxValue)
        {
           return (float)int.MaxValue)
        }
        if (result < (double)int.MinValue)
        {
           return (float)int.MinValue)
        }
        return (float)result;
    }
}
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