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1-1fn 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1-2fn 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)

// 2-1fn 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？😂

你真的搞懂了负数取模吗？-CSDN博客

2.2 checked_*

当发生溢出时返回None，否则返回Some(num) => option(程序2-2)

// 2-2fn Print(a:Option) -> 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)

// 2-3fn 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：

数组输出方式： Rust 元组(Tuple)入门指南 – 无涯教程网 (learnfk.com)

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)

// 2-4fn 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