[Rust] 对整形溢出的处理
1. 两种不同模式下的整形溢出
坑了个爹的，书上说的没理解清楚，在Rust程序语言设计中文版3.2中提到了，当使用--release参数进行发布模式构建时，Rust不会检测导致panic的整形溢出，这里需要分两种情况考虑：
- 编译期就可以发现的整形溢出
- 程序运行过程中会发生的整形溢出
1.1 编译阶段
如果是编译期能够确定会发生的整形溢出(程序1-1)，无论是不是执行了--release参数都会在构建阶段(cargo build)发生报错
// 程序1-1
fn main() {
let i:u8 = 254;
let i = i + 4;
println!("{}!",i);
}
上述变量i的类型为u8类型，值的范围在(0..=255)，
经过运算的结果最终的i的值为258，这个值在编译期已经可以检测到整形溢出，最终构建会报错如下：
-
debug模式 -
release模式这种编译期可以确定的溢出错误，两种模式下都会发生崩溃
1.2 运行阶段
在运行期发生的整形溢出(程序1-2)，不会在build阶段报错
// 程序1-2
fn main() {
let i:u8 = 254;
for j in 0..=4 {
println!("{}!",i+j);
}
}
上述代码，只有在j>1的情况下才会发生整形溢出，这种错误在编译期是发现不了的
-
debug模式执行在不使用
--release的时候，在运行阶段报错 -
release模式在使用
--release的情况下，溢出值对256进行了取模运算
1.3 说明
当使用--release进行构建发布模式时，当检测到整形溢出，将会使用一种进制补码包裹（two’s complement wrapping）的操作。就是最终的计算出来的结果对2N取模。N为类型的bit位，u8是8位，N=8
2 Rust对溢出的操作
摘自：数据类型 - Rust 程序设计语言 中文版 (rustwiki.org)
要显式处理溢出的可能性，可以使用标准库针对原始数字类型提供的以下一系列方法：
- 使用
wrapping_*方法在所有模式下进行包裹，例如wrapping_add- 如果使用
checked_*方法时发生溢出，则返回None值- 使用
overflowing_*方法返回该值和一个指示是否存在溢出的布尔值- 使用
saturating_*方法使值达到最小值或最大值这么处理，在debug模式下就不会panic
2.1 wrapping_*
当计算结果发生溢出执行取模操作(程序2-1)
// 2-1
fn main() {
let i:u8 = 254;
for j in 2..=4 {
println!("=======================");
println!("i+j={}!",i.wrapping_add(j));
println!("j-i={}!",j.wrapping_sub(i));
println!("j*i={}!",j.wrapping_mul(i));
println!("j/i={}!",j.wrapping_div(i));
}
}
结果如下：
那么问题来了，负数怎么取整？😂
2.2 checked_*
当发生溢出时返回None，否则返回Some(num) => option<u8>(程序2-2)
// 2-2
fn Print(a:Option<u8>) -> String
{
match a {
Some(num) => num.to_string(),
None => "None".to_string(),
}
}
fn main() {
let i:u8 = 254;
for j in 0..=4 {
println!("====i={}, j={}",i,j);
println!("i+j={}!",Print(i.checked_add(j)));
println!("j-i={}!",Print(j.checked_sub(i)));
println!("j*i={}!",Print(j.checked_mul(i)));
println!("j/i={}!",Print(j.checked_div(i)));
}
}
结果如下：
Option输出方式：Rust 学习之 Some、Option、Result | VGOT Blog
我太菜了，报警告了，问题不大
2.3 overflowing_*
返回计算结果数值和是否溢出的布尔值(程序2-3)
// 2-3
fn main() {
let i:u8 = 254;
for j in 0..=4 {
println!("====i={}, j={}",i,j);
println!("i+j={:?}!",i.overflowing_add(j));
println!("j-i={:?}!",j.overflowing_sub(i));
println!("j*i={:?}!",j.overflowing_mul(i));
println!("j/i={:?}!",j.overflowing_div(i));
}
}
运行结果如下：
bool值反映的是有没有发生溢出
2.4 saturating_*
发生溢出之后取自身类型的极值(程序2-4)
// 2-4
fn main() {
let i:u8 = 254;
for j in 0..=4 {
println!("====i={}, j={}",i,j);
println!("i+j={:?}!",i.saturating_add(j));
println!("j-i={:?}!",j.saturating_sub(i));
println!("j*i={:?}!",j.saturating_mul(i));
println!("j/i={:?}!",j.saturating_div(i));
}
}
结果如下