Hành vi khi vượt quá phạm vi kiểu dữ liệubuiltin C++

Khi giá trị vượt quá phạm vi biểu diễn của kiểubuiltin, hành vi phụ thuộc vào kiểu có dấu (signed) hay không dấu (unsigned).

1. Kiểu có dấu (signed) - Undefined Behavior

#include <iostream>
#include <climits>
using namespace std;

int main() {
    int x = INT_MAX; // 2147483647
    cout << x+1 << endl; // UNDEFINED BEHAVIOR!
    // Thường thấy: -2147483648 (tràn thành số âm)
    return 0;
}

C++ Standard: Signed integer overflow là Undefined Behavior. Compiler có quyền tối ưu hóa giả định nó không xảy ra.

2. Kiểu không dấu (unsigned) - Wrap-around xác định

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    unsigned int u = UINT_MAX; // 4294967295
    cout << u+1 << endl; // 0 (quay vòng modulo 2^32)
    unsigned char c = 255;
    cout << int(c+1) << endl; // 0
    return 0;
}

Unsigned overflow được định nghĩa: tính modulo 2^N.

3. Ví dụ vòng lặp vô tận do overflow

// Sai: char có thể signed hoặc unsigned tùy implementation
for (char c = 0; c <= 200; c++) cout << int(c) << ' ';
// Nếu char signed (max 127): c=127 -> c++ = -128 -> -128 <= 200 -> VÔ TẬN

// Đúng: dùng int cho biến đếm
for (int i = 0; i <= 200; i++) cout << i << ' ';

4. Bool overflow

bool b = true;
for (b = true; b <= 6; b++) cout << b; // In "111111..." vô tận
// true = 1, ++true vẫn là true (1)

Khuyến nghị

• Dùng int cho biến đếm, chỉ số mảng.
• Dùng unsigned chỉ khi cần ngữ nghĩa bitwise hoặc modulo.
• Kiểm tra tràn trước khi thực hiện phép toán (ví dụ: if (a > INT_MAX - b)).
• Bật cảnh báo compiler: -Woverflow -Wsign-conversion (GCC/Clang).