整数溢出是指在某些计算机数据类型中发生的现象,当它们达到其适用范围的末端时,其符号从正变为负,反之亦然。在计算机范围中,整数数据类型具有圆形范围,当它们到达范围的一端时,会立即移动到范围的另一端。这也称为整数溢出。
有符号整数可以保存从-231到(231)-1的值范围。此整数的值不能为(-231)-1;相反,它增加到的下一个数字位于其范围的另一端:(231-1)。在其范围的末尾从负变为正就是整数溢出的一个例子。同样,整数的值不能为231;该值将切换到其范围的另一端,并变为-231。
这种溢出在编程时会产生严重后果。一个数组中只能有整数类型允许的数量的索引,而负索引不计算在内。如果程序员试图创建大于整数类型允许的数组,则可能会发生严重的内存错误,因为整数溢出将导致负索引。这对于那些没有明确的数组检查(如C++)的语言来说尤其危险。
发生整数溢出时,可能会发生相关类型的溢出,如缓冲区溢出、堆溢出和堆栈缓冲区溢出。在所有这些情况下,整数溢出会使内存结构的数据量超过这些结构所能容纳的数据量。在简单程序中,这些溢出通常只会导致无效读或无效写错误。然而,黑客对这一问题的操纵可能导致内存错误,从而导致更严重的问题。
在大多数简单的程序中,整数溢出不是主要问题。整数类型的限制足够大,除非同时处理大量数据,否则溢出问题不会发生。在某些情况下,可以通过使用范围更大的更大数据类型来缓解溢出,如递增计数器的情况。理论上,较大的数据类型最终可能会遇到相同的溢出问题,但随着数据类型范围的增大,这样做的可能性会减小。每个整数数据类型的范围至少是下一个最小数据类型的两倍,因此有足够的空间容纳其他数据。
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