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]


donaricano-btn



[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 at outlook.com

비밀번호

댓글 쓴 사람
 




... 16  [17]  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
12245정성태6/25/20201643.NET Framework: 916. C# - Task.Yield 사용법 (2) [2]파일 다운로드1
12244정성태1/4/20211334.NET Framework: 915. ETW(Event Tracing for Windows)를 이용한 닷넷 프로그램의 내부 이벤트 활용파일 다운로드1
12243정성태6/23/2020967VS.NET IDE: 147. Visual C++ 프로젝트 - .NET Core EXE를 "Debugger Type"으로 지원하는 기능 추가
12242정성태6/24/20201186오류 유형: 623. AADSTS90072 - User account '...' from identity provider 'live.com' does not exist in tenant 'Microsoft Services'
12241정성태6/26/20202023.NET Framework: 914. C# - Task.Yield 사용법파일 다운로드1
12240정성태12/17/20201600오류 유형: 622. 소켓 바인딩 시 "System.Net.Sockets.SocketException: An attempt was made to access a socket in a way forbidden by its access permissions" 오류 발생
12239정성태5/6/20211107Linux: 30. (윈도우라면 DLL에 속하는) .so 파일이 텍스트로 구성된 사례
12238정성태6/21/20201143.NET Framework: 913. C# - SharpDX + DXGI를 이용한 윈도우 화면 캡처 라이브러리
12237정성태7/8/20201195.NET Framework: 912. 리눅스 환경의 .NET Core에서 "test".IndexOf("\0")가 0을 반환
12236정성태6/19/20201183오류 유형: 621. .NET Standard 대상으로 빌드 시 dynamic 예약어에서 컴파일 오류 - error CS0656: Missing compiler required member 'Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.CSharpArgumentInfo.Create'
12235정성태6/19/20201472오류 유형: 620. Windows 10 - Inaccessible boot device 블루 스크린
12234정성태6/19/20201131개발 환경 구성: 494. NuGet - nuspec의 패키지 스키마 버전(네임스페이스) 업데이트 방법
12233정성태6/19/2020954오류 유형: 619. SQL 서버 - The transaction log for database '...' is full due to 'LOG_BACKUP'. - 두 번째 이야기
12232정성태6/19/2020946오류 유형: 618. SharePoint - StoreBusyRetryLater 오류
12231정성태6/15/20201313.NET Framework: 911. Console/Service Application을 위한 SynchronizationContext - AsyncContext
12230정성태6/15/20201182오류 유형: 617. IMetaDataImport::GetMethodProps가 반환하는 IL 코드 주소(RVA) 문제
12229정성태6/13/20201498.NET Framework: 910. USB/IP PROJECT를 이용해 C#으로 USB Keyboard + Mouse 가상 장치 만들기 [1]
12228정성태6/12/20201369.NET Framework: 909. C# - Source Generator를 적용한 XmlCodeGenerator파일 다운로드1
12227정성태6/12/20205012오류 유형: 616. Visual Studio의 느린 업데이트 속도에 대한 원인 분석 [5]
12226정성태6/19/20201653개발 환경 구성: 493. OpenVPN의 네트워크 구성파일 다운로드1
12225정성태6/11/20201637개발 환경 구성: 492. 윈도우에 OpenVPN 설치 - 클라이언트 측 구성
12224정성태6/11/20203801개발 환경 구성: 491. 윈도우에 OpenVPN 설치 - 서버 측 구성
12223정성태6/9/20202088.NET Framework: 908. C# - Source Generator 소개 [5]파일 다운로드1
12222정성태6/3/20201129VS.NET IDE: 146. error information: "CryptQueryObject" (-2147024893/0x80070003)
12221정성태9/24/20201091Windows: 170. 비어 있지 않은 디렉터리로 symbolic link(junction) 연결하는 방법
12220정성태6/3/20201290.NET Framework: 907. C# DLL로부터 TLB 및 C/C++ 헤더 파일(TLH)을 생성하는 방법
... 16  [17]  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...