C++23起标准库提供std::add_overflow安全检测整数加法溢出,定义于,支持有符号/无符号类型;C++11至C++17不支持,需C++23兼容编译器(如GCC 13+、Clang 16+)。

用 std::add_overflow 判断加法是否溢出(C++23 起)
标准库直到 C++23 才正式提供 std::add_overflow,它在 中定义,可安全检测有符号/无符号整数加法溢出。C++11 / C++14 / C++17 均不支持该函数,强行使用会编译失败。
如果你实际环境是 C++23 或更高(如 GCC 13+、Clang 16+),可直接用:
int a = INT_MAX;
int b = 1;
int result;
if (std::add_overflow(a, b, &result)) {
// 溢出发生,result 值未定义
std::cout << "overflow!\n";
}-
std::add_overflow返回bool:true 表示溢出,false 表示成功,且*result被写入正确和值 - 支持所有整型(
char,short,int,long long,unsigned int等),但两个操作数与结果类型必须相同 - 对无符号类型,它检测的是数学意义上的“超出表示范围”,而非“回绕”——这符合大多数安全场景的预期
兼容 C++11 的手动溢出检测(推荐方案)
C++11 没有标准溢出检测机制,但可通过算术关系判断。核心思路是:对有符号加法 a + b,溢出只可能发生在同号相加时;对无符号,则检查结果是否“变小”。
以下为通用、无 UB、可内联的模板函数(适用于 C++11 起):
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
templatebool add_would_overflow(T a, T b) { static_assert(std::is_integral ::value, ""); if constexpr (std::is_signed ::value) { if (b > 0) return a > std::numeric_limits ::max() - b; else return a < std::numeric_limits ::min() - b; } else { return b > std::numeric_limits ::max() - a; } }
- 不执行实际加法,避免未定义行为(UB);所有比较均在合法范围内进行
-
std::numeric_limits和::max() ::min()是 C++11 就支持的,无需额外头文件(只需) - 注意:不能写成
a + b 这类表达式——对有符号类型,a + b本身已是 UB,编译器可能优化掉整个判断
为什么 __builtin_add_overflow 不是跨平台解法
GCC 和 Clang 提供 __builtin_add_overflow(a, b, &result),它在 C++11 下可用且高效,但它是编译器扩展,不是标准 C++。MSVC 不支持,Intel ICC 支持有限,交叉编译时易出问题。
- 返回
bool,语义与std::add_overflow一致,但名字带双下划线,属于保留标识符,不应在用户命名空间中复用 - 即使你只用 GCC/Clang,也建议将其封装在条件编译中,作为底层 fallback,而非直接暴露在业务逻辑里
- 例如:
#ifdef __has_builtin(__builtin_add_overflow)可用于运行时检测,但需注意宏定义时机
别忽略类型提升带来的隐式溢出风险
C++ 整型提升(integer promotion)会让小整型(如 int8_t)先转为 int 再运算,此时溢出检测对象其实是 int,而非原始类型。若你真要检查 int8_t x + int8_t y 是否在 int8_t 范围内溢出,必须显式 cast 回目标类型再判断。
- 错误示范:
int8_t a = 100, b = 100; bool ov = add_would_overflow(a, b);—— 此时T推导为int,检测的是int溢出,不是int8_t - 正确做法:
add_would_overflow,强制指定模板参数(a, b) - 更安全:统一用固定宽度类型(如
int32_t)并显式指定模板实参,避免依赖推导
实际项目中,最易被忽略的是「检测类型与运算类型不一致」和「有符号加法误用无符号逻辑」。只要确保模板参数显式、不依赖隐式提升、不执行未检查的中间加法,C++11 完全可以写出健壮的溢出判断逻辑。











