【C言語】オーバーフロー防止に効く INT_MAX/INT_MIN活用術

#include <stdio.h>
#include <limits.h>  // 範囲マクロを使うためにインクルード

int main(void) {
    // charのビット幅
    printf("CHAR_BIT = %d\n", CHAR_BIT);

    // char系
    printf("SCHAR_MIN = %d, SCHAR_MAX = %d\n", SCHAR_MIN, SCHAR_MAX);
    printf("UCHAR_MAX = %u\n", UCHAR_MAX);
    printf("CHAR_MIN  = %d, CHAR_MAX  = %d\n", CHAR_MIN, CHAR_MAX); // 実装依存でsigned/unsigned

    // short系
    printf("SHRT_MIN  = %d, SHRT_MAX  = %d\n", SHRT_MIN, SHRT_MAX);
    printf("USHRT_MAX = %u\n", USHRT_MAX);

    // int系
    printf("INT_MIN   = %d, INT_MAX   = %d\n", INT_MIN, INT_MAX);
    printf("UINT_MAX  = %u\n", UINT_MAX);

    // long系
    printf("LONG_MIN  = %ld, LONG_MAX  = %ld\n", LONG_MIN, LONG_MAX);
    printf("ULONG_MAX = %lu\n", ULONG_MAX);

    // long long系
    printf("LLONG_MIN = %lld, LLONG_MAX = %lld\n", LLONG_MIN, LLONG_MAX);
    printf("ULLONG_MAX = %llu\n", ULLONG_MAX);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    // charがsignedかどうかを動的に判定する簡易チェック
    if ((char)-1 < 0) {
        printf("charはsignedです\n");
    } else {
        printf("charはunsignedです\n");
    }
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <limits.h>

// 安全な加算: a + b が int の範囲に収まるかを事前に判定
bool safe_add_int(int a, int b, int *out) {
    // b > 0 のとき a > INT_MAX - b ならオーバーフロー
    if (b > 0 && a > INT_MAX - b) return false;
    // b < 0 のとき a < INT_MIN - b ならアンダーフロー
    if (b < 0 && a < INT_MIN - b) return false;
    *out = a + b;
    return true;
}

int main(void) {
    int r;
    if (safe_add_int(1000000000, 1000000000, &r)) {
        printf("OK: 1000000000 + 1000000000 = %d\n", r);
    } else {
        printf("NG: 1000000000 + 1000000000 は範囲外\n");
    }

    if (safe_add_int(INT_MAX, 1, &r)) {
        printf("OK: INT_MAX + 1 = %d\n", r);
    } else {
        printf("NG: INT_MAX + 1 は範囲外\n");
    }

    if (safe_add_int(-2000000000, -2000000000, &r)) {
        printf("OK: -2000000000 + -2000000000 = %d\n", r);
    } else {
        printf("NG: -2000000000 + -2000000000 は範囲外\n");
    }
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <limits.h>

// 安全な減算: a - b が int の範囲に収まるかを判定
bool safe_sub_int(int a, int b, int *out) {
    // b > 0 のとき a < INT_MIN + b ならアンダーフロー
    if (b > 0 && a < INT_MIN + b) return false;
    // b < 0 のとき a > INT_MAX + b ならオーバーフロー
    if (b < 0 && a > INT_MAX + b) return false;
    *out = a - b;
    return true;
}

int main(void) {
    int r;

    if (safe_sub_int(100, -50, &r)) {
        printf("OK: 100 - (-50) = %d\n", r);
    } else {
        printf("NG: 100 - (-50) は範囲外\n");
    }

    if (safe_sub_int(INT_MIN, 1, &r)) {
        printf("OK: INT_MIN - 1 = %d\n", r);
    } else {
        printf("NG: INT_MIN - 1 は範囲外\n");
    }

    if (safe_sub_int(INT_MAX, -10, &r)) {
        printf("OK: INT_MAX - (-10) = %d\n", r);
    } else {
        printf("NG: INT_MAX - (-10) は範囲外\n");
    }
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <limits.h>

// long long -> int への安全な変換
bool to_int_checked(long long x, int *out) {
    if (x < INT_MIN || x > INT_MAX) {
        return false; // 範囲外
    }
    *out = (int)x;
    return true;
}

int main(void) {
    int v;

    if (to_int_checked(3000000000LL, &v)) {
        printf("OK: 3000000000LL -> %d\n", v);
    } else {
        printf("NG: 3000000000LL は int に収まりません\n");
    }

    if (to_int_checked(-3000000000LL, &v)) {
        printf("OK: -3000000000LL -> %d\n", v);
    } else {
        printf("NG: -3000000000LL は int に収まりません\n");
    }

    if (to_int_checked(123LL, &v)) {
        printf("OK: 123LL -> %d\n", v);
    } else {
        printf("NG: 123LL は int に収まりません\n");
    }
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void) {
    long long tmp;

    printf("intに代入したい整数を入力してください: ");

    // いったん long long で読み込む
    if (scanf("%lld", &tmp) != 1) {
        printf("入力エラー: 整数を読み取れませんでした\n");
        return 1;
    }

    // int の範囲チェック
    if (tmp < INT_MIN || tmp > INT_MAX) {
        printf("範囲外: %lld は int(%d..%d)に収まりません\n", tmp, INT_MIN, INT_MAX);
        return 0;
    }

    int value = (int)tmp; // 安全と分かった上でキャスト
    printf("OK: %d を受け付けました\n", value);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("sizeof(int) = %zu, sizeof(long) = %zu, sizeof(long long) = %zu\n",
           sizeof(int), sizeof(long), sizeof(long long));
    return 0;
}

// 悪い例: マジックナンバー
if (x > 2147483647) { /* ... */ }

// 良い例: マクロでポータブルに
#include <limits.h>
if (x > INT_MAX) { /* ... */ }