Un valore char impostato su CHAR_MAX è garantito per essere impostato su CHAR_MIN?

Il mio codice:

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main()
{
    char c = CHAR_MAX;
    c += 1;
    printf("CHAR_MIN=%d CHAR_MAX=%d c=%d (%c)\n", CHAR_MIN, CHAR_MAX, c, c);
}

Produzione:

CHAR_MIN=-128 CHAR_MAX=127 c=-128 ()

Vediamo che quando incrementiamo una charvariabile impostata su CHAR_MAX, si avvolge intorno a CHAR_MIN. Questo comportamento è garantito? O sarà un comportamento indefinito o un comportamento specificato dall'implementazione? Cosa dice lo standard C99 al riguardo?

[Nota: cosa succede quando dai un valore maggiore di CHAR_MAX (127) a char o C- perché char c = 129 verrà convertito in -127? non affronta questa domanda perché parlano dell'assegnazione di un valore fuori range e non dell'incremento di un valore su un valore fuori range.]

La domanda è duplice: in primo luogo lo è

char c = CHAR_MAX;
c += 1;

valutato diversamente da

char c = CHAR_MAX;
c = c + 1;

e la risposta è no non lo è , perché C11 / C18 6.5.16.2p3 :

3. Un'assegnazione composta del modulo E1 op = E2equivale all'espressione di assegnazione semplice, E1 = E1 op (E2)tranne per il fatto che il valore E1viene valutato una sola volta, e rispetto a una chiamata di funzione in sequenza indeterminata, l'operazione di un'assegnazione composta è una valutazione singola. Se E1ha un tipo atomico, l'assegnazione composta è un'operazione di lettura-modifica-scrittura con memory_order_seq_cstsemantica dell'ordine di memoria. 113)

Quindi, la domanda è: cosa succede dentro c = c + 1. Qui gli operandi sono +sottoposti alle solite conversioni aritmetiche ce 1sono quindi promossi int, a meno che non charsia promossa un'architettura davvero stravagante unsigned int. Il calcolo di +viene quindi valutato e il risultato di tipo int/ unsigned intviene riconvertito chare archiviato c.

Esistono 3 modi definiti dall'implementazione in cui questo può essere valutato:

• CHAR_MINè 0 e quindi charnon è firmato.

  O charviene quindi promosso a into unsigned inte se viene promosso a un int, quindi CHAR_MAX + 1si adatta necessariamente anche a un inte non trabocca, o se unsigned intpuò adattarsi o spostarsi a zero. Quando il valore risultante, che è numericamente CHAR_MAX + 1o 0dopo la riduzione del modulo, torna a c, dopo la riduzione del modulo, diventerà 0, cioèCHAR_MIN

• Altrimenti charviene firmato, quindi se CHAR_MAX è minore di INT_MAX, il risultato di CHAR_MAX + 1si adatta a un int, e lo standard C11 / C18 6.3.1.3p3 si applica alla conversione che avviene al momento dell'assegnazione :

  3. Altrimenti, il nuovo tipo è firmato e il valore non può essere rappresentato in esso; il risultato è definito dall'implementazione o viene generato un segnale definito dall'implementazione.

• Oppure, iff sizeof (int) == 1 e char viene firmato, quindi charviene promosso a an inte CHAR_MAX == INT_MAX=> CHAR_MAX + 1causerà un overflow di numeri interi e il comportamento sarà indefinito .

Vale a dire i possibili risultati sono:

• Se charè un tipo intero senza segno, il risultato è sempre 0, ovvero CHAR_MIN.

• Altrimenti charè un tipo intero con segno e il comportamento è definito / non definito dall'implementazione:

  • CHAR_MIN o qualche altro valore definito dall'implementazione,
  • viene emesso un segnale definito dall'implementazione, eventualmente terminando il programma,
  • o il comportamento non è definito su alcune piattaforme in cui sizeof (char) == sizeof (int).

Tutte le operazioni di incremento c = c + 1, c += 1, c++e ++channo gli stessi effetti collaterali sulla stessa piattaforma. Il valore valutato dell'espressione c++sarà il valore di cprima dell'incremento; per gli altri tre, sarà il valore di cdopo l'incremento.