整数乘法运算
在高級語言中,兩個n位整數相乘得到的結果通常也是一個n位整數,即結果只取2n位乘積中的低n位。這導致乘法運算得到結果必須在范圍: -2n-1<= x*y < 2n-1才不會溢出。
假設為4位,進行52
0101* 0101--------0101+ 0101-------- 只取4位,即1001 為1111的補碼 即為-700011001----在二進制乘法運算下,只有1*1等于1;
再列如:32
運算溢出會給程序帶來意想不到的結果
int mult(int x,int y){int z=x*y;if(!x||z/x==y) return z;//這樣的設計能避免溢出得到錯誤的數據 }注意:
1、當x、y、z都是unsigned int時,只需要根據乘積的高n位是否為全0,進行判斷溢出,全為0,則不溢出。
這與unsigned的特性有關,因為它無負數,故最高位的符號位也充當存儲數值的功能。如果是一個n位的乘法,它的取值范圍只能:0~2n-1之間,然而進行n位的乘法會得到一個2n位的數據,而乘法的結果只保留低n位,故在不溢出的情況下,高n位只能全為0.
2、若高n位全為0或全為1且等于低n位的最高位,則不溢出。
在MIPS處理器中,mult會將兩個32位帶符號整數相乘,得到的64位乘積置于兩個32位內部寄存器Hi和Lo中,因此,可以根據Hi寄存器中的每一個位值是否等于Lo中的最高位進行溢出判斷。
注:乘法指令不產生溢出標志
整數乘法溢出漏洞
int copy_array(int* array,int count){int *myarray=(int*)malloc(count*sizeof(int));if(myarray==NULL){return -1;}for(int i=0;i<count;i++)myarray[i]=array[i];return count; }
當參數count很大時,則count*sizeof(int)會溢出。
malloc會在堆一段能容納需要大小的連續空間分配,在進行越出訪問時,可能會破壞堆(heap)中的大量數據。
整數乘法運算比較移位和加法等運算所用時間長,,因此,編譯器在處理變量與常數相乘時,往往以移位、加法和減法的組合運算來代替乘法運算。
例如:對于表達式x20,編譯器可以利用 20=16+4=24+22,將x20轉換為(x<<4)+(x<<2),這樣,一次乘法轉換兩次移位和一次加法。
總結
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