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算術オーバーフローとアンダーフローを防ぐための最も効果的な方法は何ですか?

頭に浮かぶいくつかの例は次のとおりです。

  • 有効な入力範囲に基づくテスト
  • 正式な方法を使用した検証
  • 不変式の使用
  • 言語機能またはライブラリを使用した実行時の検出 (これはそれを防ぎません)
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7 に答える 7

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1 つの可能性は、オーバーフロー/アンダーフローしない任意のサイズの整数を持つ言語を使用することです。

それ以外の場合は、これが本当に懸念事項であり、言語で許可されている場合は、整数のように動作するラッパー クラスを記述しますが、すべての操作でオーバーフローをチェックします。デバッグ ビルドのチェックを行い、リリース ビルド用に最適化したままにすることもできます。C++ のような言語では、これを行うことができ、リリース ビルドの場合は整数とほぼ同じように動作しますが、デバッグ ビルドの場合は完全な実行時チェックが行われます。

class CheckedInt
{
private: 
    int Value;

public:
    // Constructor
    CheckedInt(int src) : Value(src) {}

    // Conversions back to int
    operator int&() { return Value; }
    operator const int &() const { return Value; }

    // Operators
    CheckedInt operator+(CheckedInt rhs) const
    {
        if (rhs.Value < 0 && rhs.Value + Value > Value)
            throw OverflowException();
        if (rhs.Value > 0 && rhs.Value + Value < Value)
            throw OverflowException();
        return CheckedInt(rhs.Value + Value);
    }

    // Lots more operators...
};

編集：

誰かがすでに C++ でこれを行っていることが判明しました。現在の実装は Visual Studio に焦点を当てていますが、gcc のサポートも取得しているようです。

于 2008-09-17T01:28:33.577 に答える
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あなたのリストには、非常に重要な選択肢が 1 つ欠けていると思います。それは、仕事に適したプログラミング言語を選択することです。固定サイズの整数がないため、これらの問題がないプログラミング言語が多数あります。

于 2008-09-17T01:49:26.070 に答える
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コードの範囲/有効性チェックを行うために、多くのテスト コードを作成します。これは、これらのタイプの状況のほとんどをキャッチする傾向があり、防弾コードを書くのに確実に役立ちます。

于 2008-09-17T01:29:41.763 に答える
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long doubleのような高精度の浮動小数点数を使用します。

于 2008-09-17T01:32:20.227 に答える
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多くの場合、不整合をチェックするラッパーは理にかなっています。2つ以上の整数に対する加算演算（つまり、加算または乗算）の結果がオペランドよりも小さい場合は、問題が発生したことがわかります。すべての加算操作の後には、

if (sum < operand1 || sum < operand2)
    omg_error();

同様に、論理的に小さい値になるはずの操作は、誤って曖昧にされていないかどうかを確認する必要があります。

于 2009-06-22T16:31:42.753 に答える
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コードをチェックして、オーバーフローがないことを証明する形式メソッドの使用を調査しましたか? 抽象解釈として知られる正式な方法の手法は、ソフトウェアの堅牢性をチェックして、ソフトウェアがオーバーフロー、アンダーフロー、ゼロ除算、オーバーフロー、またはその他の同様の実行時エラーに悩まされていないことを証明できます。これは、ソフトウェアを徹底的に分析する数学的手法です。この技術は、1970 年代にパトリック・クーゾによって開発されました。オーバーフローがロケットの破壊を引き起こした Arian 5 ロケットのオーバーフロー状態を診断するために使用され、成功しました。浮動小数点数を整数に変換中にオーバーフローが発生しました。この手法の詳細については、こちらとWikipediaを参照してください。

于 2012-02-10T20:38:43.153 に答える
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使用する言語を選択する際には、整数のサイズよりも重要な考慮事項があります。値が境界内にあるかどうかわからない場合は入力を確認するか、非常にまれな場合は例外処理を使用してください。

于 2008-09-17T02:55:19.890 に答える