Освой самостоятельно С++ за 21 день.

Переполнение беззнаковых целых

Что случится, если при использовании беззнаковых длинных целых превысить их предельный максимум?

Когда беззнаковое целое достигает своего максимального значения, при очередном инкременте оно сбрасывается в нуль и отсчет начинается сначала, как в автомобильном одометре. В листинге 3.4 показано, что произойдет при попытке поместить слишком большое число в переменную типа short.

Листинг 3.4. Пример переполнения беззнаковой целой переменной.

1: #include

2: int main

3: {

4:    unsigned short int smallNumber;

5:    smallNumber = 65535;

6:    cout << "small number:" << smallNumber << endl;

7:    smallNumber++;

8:    cout << "small number:" << smallNumber << endl;

9:    smallNumber++;

10:   cout << "small number:" << smallNumber << endl;

11:   return 0;

12: }

Результат:

small number:65535

small number:0

small numbar:1

АНАЛИЗ: В строке 4 объявляется переменная smallNumber типа unsigned short int, которая на моем компьютере является двухбайтовой, способной хранить значение между 0 и 65 535. В строке 5 переменной smallNumber присваивается максимальное значение, которое в строке 6 выводится на экран.

В строке 7 переменная smallNumber увеличивается на 1. Приращение осуществляется с помощью оператора инкремента, имеющего вид двух символов плюс (++). Следовательно, значение переменной smallNumber должно стать 65 536. Однако переменная типа unsigned short int не может хранить число, большее 65 535, поэтому ее значение сбрасывается в 0, который и выводится в строке 8.

В строке 9 переменная smallNumber вновь увеличивается на единицу, после чего ее новое значение выводится на экран.

Переполнение знаковых целочисленных значений

Знаковые целые отличаются от беззнаковых тем, что половина этих значений всего диапазона — отрицательные числа. При выходе за пределы максимального положительного значения переменная принимает минимальное отрицательное значение. В листинге 3.5 показано, что происходит, если добавить единицу к максимальному положительному числу, хранящемуся в переменной типа short int.

Листинг 3.5. Пример переполнения знаковой целой переменной

1: #include

2: int main

3: {

4:    short int smallNumber;

5:    smallNumber = 32767;

6:    cout << "small number:" << smallNumber << endl;

7:    smallNumber++;

8:    cout << "small number:" << smallNumber << endl;

9:    smallNumber++;

10:   cout << "small number:" << smallNumber << endl;

11:   return 0;

12:}

Анализ: В строке 4 переменная smallNumber объявляется на этот раз короткой целой (short int) со знаком (если в объявлении переменной ключевое слово unsigned отсутствует, т.е. эта переменная явно не объявляется беззнаковой, то подразумевается ее использование со знаком). В остальном эта программа выполняет те же действия, что и предыдущая, но на экран выводятся совсем другие результаты. Чтобы до конца понять, почему получены именно такие результаты, нужно знать, как представляются числа со знаком в двухбайтовом целом значении.

Этот пример показывает, что в случае приращения максимального положительного целого числа со знаком будет получено не нулевое значение (как в случае с беззнаковыми целыми), а минимальное отрицательное число.

Символы

Символьные переменные (типа char) обычно занимают один байт, этого достаточно для хранения 256 значений печатаемых символов (см. приложение В). Значение типа char можно интерпретировать как число в диапазоне 0—255, или символ ASCII. Набор символов ASCII и его эквивалент ISO (International Standards Organization — Международная организация по стандартизации) представляют собой способ кодировки всех букв, цифр и знаков препинания.

Например, в коде ASCII английской строчной букве "а" присвоено значение 97. Всем прописным и строчным буквам, всем цифрам и знакам препинания присвоены значения от 1 до 128. Дополнительные 128 знаков и символов зарезервированы для расширения возможностей компьютера, хотя расширенный набор символов IBM стал уже чем-то вроде стандарта.

Примечание:ASCII обычно произносится как "аскей".