小心 int 乘法溢出!

idea's blog 2014-11-23 21:33:03 累计浏览 2,390 次

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内容概览

这篇讲的是 C/C++ 编程中一个隐蔽却危害巨大的陷阱：32 位 `int` 类型在进行乘法运算时可能发生的溢出问题。作者从一个实际场景切入——试图用 `malloc()` 分配 3000MB 内存时，代码 `mb * 1024 * 1024` 由于 `int` 只有 32 位，其计算结果早已溢出为负值 `-1073741824`。这个负值作为 `size_t`（64位系统中是64位无符号整数）参数传入 `malloc`，会被解释成一个天文数字（约 1844 亿亿），导致分配请求远超预期，引发程序崩溃或内存损坏。

文章特别点明，这种错误非常具有迷惑性，因为无论操作系统是 32 位还是 64 位，`int` 通常是 32 位的。作者以亲身在 SSDB 项目中多次踩坑的经历作为佐证，强调了问题的普遍性与现实危害。核心告诫在于：当运算结果可能超出 `int` 范围，尤其是作为内存大小等参数时，必须显式地进行类型转换或选用合适的数据类型（如 `size_t`），以确保计算的正确性与安全性。对于处理大数据的系统开发者而言，这是个值得时刻警惕的细节。

C/C++ 语言里, 绝大部分平台上 int 类型是 32 位的, 无论你的操作系统是否是 64 位的. 而一些常用的函数, 如 malloc(), 它接受的参数是 size_t 类型:

void *  malloc ( size_t size );

如果你写出这样的代码:

int mb = 3000; // 3000MB ~= 3GB
void *p = malloc(mb * 1024 * 1024); // WRONG!

这是非常危险的, 因为那个乘法得到的结果也是 int 类型, 但已经溢出了, 所以

mb * 1024 * 1024 = -1073741824;

然后

malloc(-1073741824) = malloc((size_t)-1073741824);

在 64 位系统里, size_t 是 64 位正整数, 所以

(size_t)-1073741824 = 18446744072635809792

相当于你试图分配那么多内存! 远远超出你的相像. 我在 SSDB 项目里就踩到过几次这种坑! 所以, 记住

小心乘法运算!

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