Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
 

음수의 음수는 여전히 음수가 되는 수(절대값이 음수인 수)

저도 잊고 지내던 코드에서, 어느날 버그 리포트가 들어왔습니다. 오늘은 그 버그와 관련된 이야기를 해보겠습니다. ^^

재현은 다음과 같이 간단하게 할 수 있습니다.

// Visual C++
#include "stdafx.h"

int main()
{
    char n = 0x80; // 0x80 == -128
    printf("%d\n", n);

    if (n < 0)
    {
        // n = abs(n);로 해도 마찬가지
        // n = n * -1;로 해도 마찬가지
        n = -n; 
        printf("Passed\n");
    }

    printf("%d\n", n);
    return 0;
}

출력 결과는 다음과 같습니다.

-128
Passed
-128

음수인 경우 양수로 바꾸려고 했는데 그 결과가 다시 음수가 되었습니다. 원인은 간단합니다. 2의 보수 표현에서 1바이트가 표현 가능한 수의 범위는 -128 ~ 127이기 때문에 -128에 대한 양수 표현이 불가능한 것입니다. 실제로 0x80에 대해 2의 보수를 어느 방향으로 적용해도 같은 숫자가 나오는 것을 확인할 수 있습니다.

n == 0x80 == 1000_0000

1000_0000
-       1
---------
0111_1111
==> 1의 보수
1000_0000

1000_0000
==> 1의 보수
0111_1111
+       1
---------
1000_0000

이 문제를 해결하려면 비트 수를 늘려야만 합니다.

#include "stdafx.h"

int main()
{
    char n = 0x80;
    short shortN = n;
    printf("%d\n", shortN);

    if (shortN < 0)
    {
        shortN = -shortN;
        printf("Passed\n");
    }

    printf("%d\n", shortN);
}

당연하지만, 이 현상은 숫자형 타입의 바이트 범위(char, short, int, __int64)마다 나타나게 됩니다.

-128
Passed
-128

-32768
Passed
-32768

-2147483648
Passed
-2147483648

-9223372036854775808
Passed
-9223372036854775808




참고로 C#의 경우에도 역시 2의 보수를 사용하므로 마찬가지 문제를 갖습니다. (즉, 특정 언어만의 문제가 아니라 2의 보수 표현을 채택한 모든 언어에서 발생할 수 있는 현상입니다.)

{
    int n = int.MinValue;

    Console.WriteLine(n);

    if (n < 0)
    {
        n = -n;
        Console.WriteLine("Passed");
    }

    Console.WriteLine(n);
}

/*
출력 결과:

-2147483648
Passed
-2147483648
*/

대신 Math.Abs를 이용하는 경우 Overflow 예외를 발생시켜 줍니다.

int n = int.MinValue;
n = Math.Abs(n); // Unhandled Exception: System.OverflowException: Negating the minimum value of a twos complement number is invalid.

또한, 명시적으로 checked 영역으로 지정하면 마찬가지로 System.OverflowException 예외가 발생하지만 약간 메시지의 내용이 다릅니다.

checked
{
    int n = int.MinValue;
    n = -n; // Unhandled Exception: System.OverflowException: Arithmetic operation resulted in an overflow.
}




재미있는 것은, 예전에 다음과 같은 글을 쓴 적이 있는데요.

C++ 숫자형 값이 범위를 벗어나는 경우의 출력 사례 모음
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1660

위의 질문에서 "의문 1"에 대한 답변을 했음에도 불구하고 ^^; 저 역시 이와 관련된 버그를 낸 것입니다. 다시 한번 경각심을 갖는 의미에서, 이 글을 기록으로 남깁니다. ^^




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]





[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 8/8/2018 ]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer@outlook.com

비밀번호

댓글 쓴 사람
 




1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  [15]  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
12070정성태12/9/20192276오류 유형: 581. resize2fs: Bad magic number in super-block while trying to open /dev/.../root
12069정성태12/19/20191246디버깅 기술: 139. windbg - x64 덤프 분석 시 메서드의 인자 또는 로컬 변수의 값을 확인하는 방법
12068정성태11/28/20192116디버깅 기술: 138. windbg와 Win32 API로 알아보는 Windows Heap 정보 분석 [2]파일 다운로드2
12067정성태11/27/20191177디버깅 기술: 137. 실제 사례를 통해 Debug Diagnostics 도구가 생성한 닷넷 웹 응용 프로그램의 성능 장애 보고서 설명 [1]파일 다운로드1
12066정성태11/27/2019967디버깅 기술: 136. windbg - C# PInvoke 호출 시 마샬링을 담당하는 함수 분석 - OracleCommand.ExecuteReader에서 OpsSql.Prepare2 PInvoke 호출 분석
12065정성태11/25/20191050디버깅 기술: 135. windbg - C# PInvoke 호출 시 마샬링을 담당하는 함수 분석파일 다운로드1
12064정성태11/25/20191633오류 유형: 580. HTTP Error 500.0/500.33 - ANCM In-Process Handler Load Failure
12063정성태11/21/20191316디버깅 기술: 134. windbg - RtlReportCriticalFailure로부터 parameters 정보 찾는 방법
12062정성태12/20/20191044디버깅 기술: 133. windbg - CoTaskMemFree/FreeCoTaskMem에서 발생한 덤프 분석 사례 - 두 번째 이야기
12061정성태9/24/20201165Windows: 167. CoTaskMemAlloc/CoTaskMemFree과 윈도우 Heap의 관계
12060정성태11/21/20191237디버깅 기술: 132. windbg/Visual Studio - HeapFree x64의 동작 분석
12059정성태11/20/20191240디버깅 기술: 131. windbg/Visual Studio - HeapFree x86의 동작 분석
12058정성태11/19/20191179디버깅 기술: 130. windbg - CoTaskMemFree/FreeCoTaskMem에서 발생한 덤프 분석 사례
12057정성태11/18/2019784오류 유형: 579. Visual Studio - Memory 창에서 유효한 주소 영역임에도 "Unable to evaluate the expression." 오류 출력
12056정성태11/18/20191534개발 환경 구성: 464. "Microsoft Visual Studio Installer Projects" 프로젝트로 EXE 서명 및 MSI 파일 서명 방법파일 다운로드1
12055정성태11/17/2019752개발 환경 구성: 463. Visual Studio의 Ctrl + Alt + M, 1 (Memory 1) 등의 단축키가 동작하지 않는 경우
12054정성태11/15/20191188.NET Framework: 869. C# - 일부러 GC Heap을 깨뜨려 GC 수행 시 비정상 종료시키는 예제
12053정성태9/24/2020908Windows: 166. 윈도우 10 - 명령행 창(cmd.exe) 속성에 (DotumChe, GulimChe, GungsuhChe 등의) 한글 폰트가 없는 경우
12052정성태11/15/2019864오류 유형: 578. Azure - 일정(schedule)에 등록한 runbook이 1년 후 실행이 안 되는 문제(Reason - The key used is expired.)
12051정성태12/2/20191988개발 환경 구성: 462. 시작하자마자 비정상 종료하는 프로세스의 메모리 덤프 - procdump [1]
12050정성태9/24/20201235Windows: 165. AcLayers의 API 후킹과 FaultTolerantHeap
12049정성태11/13/2019892.NET Framework: 868. (닷넷 프로세스를 대상으로) 디버거 방식이 아닌 CLR Profiler를 이용해 procdump.exe 기능 구현
12048정성태9/24/20201332Windows: 164. GUID 이름의 볼륨에 해당하는 파티션을 찾는 방법
12047정성태11/12/20192041Windows: 163. 안전하게 eject시킨 USB 장치를 물리적인 재연결 없이 다시 인식시키는 방법
12046정성태11/9/20191054오류 유형: 577. windbg - The call to LoadLibrary(...\sos.dll) failed, Win32 error 0n193
12045정성태10/27/2019828오류 유형: 576. mstest.exe 실행 시 "Visual Studio Enterprise is required to execute the test." 오류 - 두 번째 이야기
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  [15]  ...