`ckd_mul` — 오버플로를 검사하는 곱셈 매크로

ckd_mul — 오버플로를 검사하는 곱셈 매크로 (C23)

곱셈은 덧셈보다 오버플로가 훨씬 쉽게 납니다. 두 수를 곱하면 결과가 타입 범위를 훌쩍 넘어가기 십상이죠. C23의 ckd_mul은 곱셈을 수행하면서 오버플로가 났는지를 알려 주는 검사(check) 연산 매크로예요.

출처: cppreference — ckd_mul

본문

ckd_mul은 곱셈 x × y를 계산하고 결과를 *result에 저장해요.

문법

<stdckdint.h>(C23)에 매크로로 정의됩니다.

#include <stdckdint.h>

#define ckd_mul(result, a, b)   /* implementation-defined */

노출 인터페이스는 이렇게 생겼어요.

bool ckd_mul( type1 *result, type2 a, type3 b );

설명

곱셈은 두 피연산자가 무한한 범위를 가진 부호 있는 정수 타입으로 표현된 것처럼 수행되고, 결과는 그 정수 타입에서 type1로 변환돼요. *result에 할당된 값이 연산의 수학적 결과를 올바르게 표현하면 false를 돌려주고, 그렇지 않으면 true를 돌려줍니다. 이때 *result에 할당된 값은 수학적 결과를 *result의 폭에 맞춰 감싼(wrapped around) 값이에요.

매개변수

반환값

*result에 할당된 값이 곱셈의 수학적 결과를 올바르게 표현하면 false, 그렇지 않으면 true.

주의

type2와 type3는 "plain" char, bool, 비트 정밀 정수 타입, 열거형을 제외한 어떤 정수 타입이든 될 수 있고, 서로 같아도 돼요. *result는 "plain" char, bool, 비트 정밀 정수 타입, 열거형을 제외한 어떤 정수 타입의 수정 가능한 lvalue여야 합니다.

type2나 type3가 적절한 정수 타입이 아니거나, *result가 적절한 정수 타입의 수정 가능한 lvalue가 아니면 진단 메시지를 내도록 권장돼요.

예시

결과 타입의 폭에 따라 오버플로가 감지되는지를 보여 주는 예시예요.

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

const char *text(bool overflow)
{
    return overflow ? "Overflow" : "OK";
}

int main()
{
    uint8_t x;
    uint16_t y;
    uint16_t result_uint16;
    uint32_t result_uint32;
    bool overflow;

    x = 2;
    y = 21;
    overflow = ckd_mul(&result_uint16, x, y);
    printf("%u * %u => %u (%s)\n", x, y, result_uint16, text(overflow));

    x = 2;
    y = UINT16_MAX;
    overflow = ckd_mul(&result_uint16, x, y);
    printf("%u * %u => %u (%s)\n", x, y, result_uint16, text(overflow));

    x = 2;
    y = UINT16_MAX;
    overflow = ckd_mul(&result_uint32, x, y);
    printf("%u * %u => %u (%s)\n", x, y, result_uint32, text(overflow));
}

출력:

2 * 21 => 42 (OK)
2 * 65535 => 65534 (Overflow)
2 * 65535 => 131070 (OK)

2 * 65535 = 131070을 uint16_t에 담으면 65535를 넘어서 65534로 감기고 오버플로가 보고돼요. 같은 계산을 uint32_t에 담으면 충분히 들어가서 131070 (OK)가 나오죠. 이렇게 결과를 담을 타입의 폭이 오버플로 판정을 결정합니다.

더 알아보기

• ckd_add — 검사되는 덧셈 매크로 (C23).
• ckd_sub — 검사되는 뺄셈 매크로 (C23).
• cppreference의 ckd_mul 원문에서 표준 항목별 세부 규칙을 더 확인할 수 있어요.