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
 




... 16  17  18  [19]  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11936정성태6/10/20191541Math: 58. C# - 최소 자승법의 1차, 2차 수렴 그래프 변화 확인파일 다운로드1
11935정성태5/7/20201806.NET Framework: 843. C# - PLplot 출력을 파일이 아닌 Window 화면으로 변경
11934정성태6/7/20192412VC++: 133. typedef struct와 타입 전방 선언으로 인한 C2371 오류파일 다운로드1
11933정성태6/7/20193478VC++: 132. enum 정의를 C++11의 enum class로 바꿀 때 유의할 사항파일 다운로드1
11932정성태6/7/20191851오류 유형: 544. C++ - fatal error C1017: invalid integer constant expression파일 다운로드1
11931정성태6/6/20191879개발 환경 구성: 441. C# - CairoSharp/GtkSharp 사용을 위한 프로젝트 구성 방법
11930정성태6/26/20192259.NET Framework: 842. .NET Reflection을 대체할 System.Reflection.Metadata 소개 [1]
11929정성태6/5/20191632.NET Framework: 841. Windows Forms/C# - 클립보드에 RTF 텍스트를 복사 및 확인하는 방법
11928정성태6/5/20191595오류 유형: 543. PowerShell 확장 설치 시 "Catalog file '[...].cat' is not found in the contents of the module" 오류 발생
11927정성태6/5/20191832스크립트: 15. PowerShell ISE의 스크립트를 복사 후 PPT/Word에 붙여 넣으면 한글이 깨지는 문제 [1]
11926정성태6/4/20192600오류 유형: 542. Visual Studio - pointer to incomplete class type is not allowed
11925정성태6/4/20192160VC++: 131. Visual C++ - uuid 확장 속성과 __uuidof 확장 연산자파일 다운로드1
11924정성태5/30/20192301Math: 57. C# - 해석학적 방법을 이용한 최소 자승법 [1]파일 다운로드1
11923정성태5/30/20192000Math: 56. C# - 그래프 그리기로 알아보는 경사 하강법의 최소/최댓값 구하기파일 다운로드1
11922정성태5/30/20191429.NET Framework: 840. ML.NET 데이터 정규화파일 다운로드1
11921정성태5/28/20192560Math: 55. C# - 다항식을 위한 최소 자승법(Least Squares Method)파일 다운로드1
11920정성태5/28/20191467.NET Framework: 839. C# - PLplot 색상 제어
11919정성태5/27/20192256Math: 54. C# - 최소 자승법의 1차 함수에 대한 매개변수를 단순 for 문으로 구하는 방법 [1]파일 다운로드1
11918정성태5/27/20192419Math: 53. C# - 행렬식을 이용한 최소 자승법(LSM: Least Square Method)파일 다운로드1
11917정성태5/24/20192340Math: 52. MathNet을 이용한 간단한 통계 정보 처리 - 분산/표준편차파일 다운로드1
11916정성태5/24/20191633Math: 51. MathNET + OxyPlot을 이용한 간단한 통계 정보 처리 - Histogram파일 다운로드1
11915정성태5/24/20191934Linux: 11. 리눅스의 환경 변수 관련 함수 정리 - putenv, setenv, unsetenv
11914정성태5/24/20192560Linux: 10. 윈도우의 GetTickCount와 리눅스의 clock_gettime파일 다운로드1
11913정성태5/24/20191600.NET Framework: 838. C# - 숫자형 타입의 bit(2진) 문자열, 16진수 문자열 구하는 방법파일 다운로드1
11912정성태5/23/20191651VS.NET IDE: 137. Visual Studio 2019 버전 16.1부터 리눅스 C/C++ 프로젝트에 추가된 WSL 지원
11911정성태5/23/20191742VS.NET IDE: 136. Visual Studio 2019 - 리눅스 C/C++ 프로젝트에 인텔리센스가 동작하지 않는 경우
... 16  17  18  [19]  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ...