算術オーバーフロー

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/04/07 17:16 UTC 版)

プログラミング環境と算術オーバーフロー

プログラミング言語や実行環境の中には、算術オーバーフローを検出したときに例外をスローするなど、エラーハンドリングを容易にしてくれるものもある。

C#ではcheckedキーワード（checkedステートメントやchecked演算子）を使うことで、整数演算によってオーバーフローが発生したときSystem.OverflowExceptionがスローされるようになる^[5]。ただし浮動小数点演算の場合はスローされない。他にも、整数型Tの引数を受け取るSystem.Math.Abs()メソッドのオーバーロードは、T.MinValueに対してSystem.OverflowExceptionをスローする^[6]。

JavaはC#のcheckedに相当する機能を直接持たない。ただし、Java 8でMathクラスに追加されたExact系メソッドを使うと、オーバーフローが発生したときにArithmeticExceptionがスローされる。

ISO C/C++では、SIGFPEのシグナルがサポートされている^[7]。シグナルハンドラーを設定すると、POSIXではオーバーフロー発生時にFPE_INTOVFまたはFPE_FLTOVFのエラーコードを伴うシグナルが発生する^[8]。C++BuilderではFPE_INTOVFLOWまたはFPE_OVERFLOWとなる^[9]。Microsoft Visual C++では整数オーバーフローによるシグナルは発生せず、浮動小数点数オーバーフロー発生時に_FPE_OVERFLOWのエラーコードを伴うシグナルが発生する^[10]。ただし、SIGFPEのシグナルハンドラーからは復帰するべきではなく、そのまま終了するべきとされている^[11]。

C99およびC++11では、直前の演算によって浮動小数点例外が発生したかどうかをチェックできるテスト関数fetestexcept()を標準化している^[12]^[13]。オーバーフローを検出するにはテストビットとしてFE_OVERFLOWを使用する^[14]。

Microsoft Visual C++のランタイムライブラリは、デフォルトではすべての浮動小数点例外をマスクしているが、_controlfp_s()関数などを使ってオーバーフローの浮動小数点例外を有効化すると、Microsoft Windows固有のエラー処理機構である構造化例外^[15]をスローするようになる^[16]。なお、制御ワードの設定はスレッドごとに管理されているため、浮動小数点例外を有効化する場合はスレッドごとに設定が必要となる^[17]。

DelphiやC++Builderでは、浮動小数点演算でオーバーフローが発生した場合、System.SysUtils.EOverflowをスローする^[18]。ただし、ARMアーキテクチャは浮動小数点例外をサポートしないため、すべての浮動小数点例外がマスクされている^[19]。整数演算でオーバーフローが発生した場合、System.SysUtils.EIntOverflowをスローするが、プロジェクトのオーバーフローチェックが有効になっている必要がある^[20]。