Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
글쓴 사람
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
 




... 16  17  [18]  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11834정성태3/4/20191509개발 환경 구성: 432. Visual Studio 없이 최신 C# (8.0) 컴파일러를 사용하는 방법
11833정성태5/14/20191977개발 환경 구성: 431. Visual Studio 2019 - CMake를 이용한 공유/실행(so/out) 리눅스 프로젝트 설정파일 다운로드1
11832정성태3/4/20191441오류 유형: 524. Visual Studio CMake - rsync: connection unexpectedly closed
11831정성태3/4/20191210오류 유형: 523. Visual Studio 2019 - 새 창으로 뜬 윈도우를 닫을 때 비정상 종료
11830정성태2/26/20191110오류 유형: 522. 이벤트 로그 - Error opening event log file State. Log will not be processed. Return code from OpenEventLog is 87.
11829정성태12/12/20191315개발 환경 구성: 430. 마이크로소프트의 CoreCLR 프로파일러 예제 빌드 방법 - 리눅스 환경 [1]
11828정성태2/26/20192806개발 환경 구성: 429. Component Services 관리자의 RuntimeBroker 설정이 2개 있는 경우
11827정성태2/26/20191687오류 유형: 521. Visual Studio - Could not start the 'rsync' command on the remote host, please install it using your system package manager.
11826정성태2/26/20191354오류 유형: 520. 우분투에 .NET Core SDK 설치 시 패키지 의존성 오류
11825정성태2/25/20193598개발 환경 구성: 428. Visual Studio 2019 - CMake를 이용한 리눅스 빌드 환경 설정 [1]
11824정성태2/25/20191910오류 유형: 519. The SNMP Service encountered an error while accessing the registry key SYSTEM\CurrentControlSet\Services\SNMP\Parameters\TrapConfiguration. [1]
11823정성태2/21/20191362오류 유형: 518. IIS 관리 콘솔이 뜨지 않는 문제
11822정성태2/20/20191283오류 유형: 517. docker에 설치한 MongoDB 서버로 연결이 안 되는 경우
11821정성태2/20/20191474오류 유형: 516. Visual Studio 2019 - This extension uses deprecated APIs and is at risk of not functioning in a future VS update. [1]
11820정성태2/20/20194038오류 유형: 515. 윈도우 10 1809 업데이트 후 "User Profiles Service" 1534 경고 발생
11819정성태2/20/20191805Windows: 158. 컴퓨터와 사용자의 SID(security identifier) 확인 방법
11818정성태2/20/20192042VS.NET IDE: 131. Visual Studio 2019 Preview의 닷넷 프로젝트 빌드가 20초 이상 걸리는 경우 [2]
11817정성태2/17/20191599오류 유형: 514. WinDbg Preview 실행 오류 - Error : DbgX.dll : WindowsDebugger.WindowsDebuggerException: Could not load dbgeng.dll
11816정성태2/17/20191552Windows: 157. 윈도우 스토어 앱(Microsoft Store App)을 명령행에서 직접 실행하는 방법
11815정성태2/14/20191894오류 유형: 513. Visual Studio 2019 - VSIX 설치 시 "The extension cannot be installed to this product due to prerequisites that cannot be resolved." 오류 발생
11814정성태2/12/20191263오류 유형: 512. VM(가상 머신)의 NT 서비스들이 자동 시작되지 않는 문제
11813정성태2/12/20191594.NET Framework: 809. C# - ("Save File Dialog" 등의) 대화 창에 확장 속성을 보이는 방법
11812정성태1/2/20201156오류 유형: 511. Windows Server 2003 VM 부팅 후 로그인 시점에 0xC0000005 BSOD 발생
11811정성태2/11/20191675오류 유형: 510. 서버 운영체제에 NVIDIA GeForce Experience 실행 시 wlanapi.dll 누락 문제
11810정성태2/11/20191211.NET Framework: 808. .NET Profiler - GAC 모듈에서 GAC 비-등록 모듈을 참조하는 경우의 문제
11809정성태2/11/20191517.NET Framework: 807. ClrMD를 이용해 메모리 덤프 파일로부터 특정 인스턴스를 참조하고 있는 소유자 확인
... 16  17  [18]  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...