कोई अपरिभाषित व्यवहार के साथ डबल-चंक जोड़ने के लिए कैसे करें?

Question

EDIT सार्वजनिक स्वास्थ्य चेतावनी - इस प्रश्न में अपरिभाषित व्यवहार के बारे में झूठी धारणा शामिल है। स्वीकृत उत्तर देखें।

recent blog post पढ़ने के बाद, मैं सी और सी ++ कोड में सभी मानकों-अपरिभाषित धारणाओं से बचने की व्यावहारिकता के बारे में बहुत कुछ सोच रहा हूं। यहाँ एक टुकड़ा सी ++ से बाहर काट, एक अहस्ताक्षरित 128 बिट इसके अलावा करने के लिए ...

void c_UInt64_Pair::operator+= (const c_UInt64_Pair &p) 
{ 
    m_Low += p.m_Low; 
    m_High += p.m_High; 

    if (m_Low < p.m_Low) m_High++; 
} 

यह स्पष्ट रूप से अतिप्रवाह व्यवहार के बारे में मान्यताओं पर निर्भर करता है। जाहिर है कि ज्यादातर मशीन सही प्रकार के बाइनरी पूर्णांक का समर्थन कर सकती हैं (हालांकि शायद 32-बिट भाग या जो कुछ भी हो), लेकिन स्पष्ट रूप से एक बढ़ता मौका है कि ऑप्टिमाइज़र मानकों को अपरिभाषित व्यवहार कर सकता है। यही कारण है कि m_Low < p.m_Low स्थिति पास हो सकती है यदि m_Low += p.m_Low अतिप्रवाह, जो अपरिभाषित व्यवहार है, इसलिए ऑप्टिमाइज़र कानूनी रूप से निर्णय ले सकता है कि हमेशा विफल रहता है। इस मामले में, यह कोड बस टूटा हुआ है।

सवाल है, इसलिए ...

कैसे आप ऊपर के एक यथोचित कुशल संस्करण अपरिभाषित व्यवहार पर निर्भर रहे बिना लिख ​​सकते है?

मान लें कि आपके पास एक उचित 64-बिट बाइनरी मशीन पूर्णांक है, लेकिन आपके पास एक दुर्भावनापूर्ण कंपाइलर है जो हमेशा आपके अपरिभाषित व्यवहार को सबसे खराब (या असंभव) तरीके से समझता है। साथ ही, मान लीजिए कि आप में कुछ विशेष अंतर्निहित, आंतरिक, पुस्तकालय या आपके लिए यह भी करना है।

संपादित नाबालिग स्पष्टीकरण - यह सिर्फ अतिप्रवाह का पता लगाने, लेकिन यह भी सुनिश्चित करना है कि दोनों m_Low और m_High सही सापेक्ष साथ खत्म 2^64 परिणाम है, जो भी मानकों पर अपरिभाषित है के बारे में नहीं है।

Answer 1

सी ++ 1998 मानक से 3.9.1 (4): "बिना हस्ताक्षरित पूर्णांक, हस्ताक्षरित घोषित, अंकगणित मॉड्यूलो 2^एन के नियमों का पालन करेंगे जहां एन उस विशेष आकार के मूल्य प्रतिनिधित्व में बिट्स की संख्या है पूर्णांक। " ध्यान दें कि "पूर्णांक", यहां int की बजाय किसी भी पूर्णांक प्रकार को संदर्भित करता है।

इसलिए, यह मानते हुए कि वे हस्ताक्षर किए गए पूर्णांक हैं, जैसे कि "UInt64" प्रकार बताता है, यह सी ++ में परिभाषित व्यवहार है और उम्मीद के अनुसार काम करना चाहिए।

Answer 2

यदि आप वास्तव में एक कुशल विधि चाहते हैं, तो आपको सी या सी ++ के अलावा किसी अन्य चीज़ में कोड करना होगा। उचित कुशलता के लिए, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि अतिप्रवाह कभी नहीं होता है, और जब यह होता है तो इसका पता लगाना और क्षतिपूर्ति करना।

असल में, प्रत्येक 64-बिट घटक के लिए, आपको कम 63 बिट्स और उच्चतम बिट्स का उपयोग करके जोड़ों की अलग-अलग गणना करने की आवश्यकता है। इन अलग-अलग गणनाओं से आप काम कर सकते हैं कि 64-बिट कुल क्या था, और यदि कोई वाहक था।

फिर जब आप ऊपरी 64-बिट जोड़ करते हैं, तो आप वाहक में जोड़ते हैं, यदि कोई है तो। यदि उस से कोई कैर्री परिणाम होता है, तो आपने अपना 128-बिट वैरिएबल ओवरफ़्लो कर दिया है, और आपको अपवाद ट्रिगर करने की आवश्यकता होगी, या अन्यथा केस को संभालना होगा।