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@outlook.com

비밀번호

댓글 쓴 사람
 




... 16  17  18  19  20  21  [22]  23  24  25  26  27  28  29  30  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11978정성태7/6/20191665Windows: 161. 계정 정보가 동일하지 않은 PC 간의 인증을 수행하는 방법 [1]
11977정성태7/6/20193473오류 유형: 554. git push - error: RPC failed; HTTP 413 curl 22 The requested URL returned error: 413 Request Entity Too Large
11976정성태7/4/20191961오류 유형: 553. (잘못 인증 한 후) 원격 git repo 재인증 시 "remote: HTTP Basic: Access denied" 오류 발생
11975정성태7/4/20195139개발 환경 구성: 448. Visual Studio Code에서 콘솔 응용 프로그램 개발 시 "입력"받는 방법
11974정성태7/4/20192718Linux: 22. "Visual Studio Code + Remote Development"로 윈도우 환경에서 리눅스(CentOS 7) C/C++ 개발
11973정성태7/4/20191902Linux: 21. 리눅스에서 공유 라이브러리가 로드되지 않는다면?
11972정성태7/3/20192468.NET Framework: 847. JAVA와 .NET 간의 AES 암호화 연동파일 다운로드1
11971정성태7/3/20192184개발 환경 구성: 447. Visual Studio Code에서 OpenCvSharp 개발 환경 구성
11970정성태7/2/20191725오류 유형: 552. 웹 브라우저에서 파일 다운로드 후 "Running security scan"이 끝나지 않는 문제
11969정성태7/7/20191685Math: 63. C# - 3층 구조의 신경망파일 다운로드1
11968정성태7/1/20194733오류 유형: 551. Visual Studio Code에서 Remote-SSH 연결 시 "Opening Remote..." 단계에서 진행되지 않는 문제 [1]
11967정성태7/1/20191936개발 환경 구성: 446. Synology NAS를 Windows 10에서 iSCSI로 연결하는 방법
11966정성태6/30/20191717Math: 62. 활성화 함수에 따른 뉴런의 출력을 그리드 맵으로 시각화파일 다운로드1
11965정성태6/30/20191868.NET Framework: 846. C# - 2차원 배열을 1차원 배열로 나열하는 확장 메서드파일 다운로드1
11964정성태6/30/20192426Linux: 20. C# - Linux에서의 Named Pipe를 이용한 통신
11963정성태6/29/20192276Linux: 19. C# - .NET Core Unix Domain Socket 사용 예제
11962정성태6/27/20191504Math: 61. C# - 로지스틱 회귀를 이용한 선형분리 불가능 문제의 분류파일 다운로드1
11961정성태6/27/20191269Graphics: 37. C# - PLplot - 출력 모음(Family File Output)
11960정성태6/27/20191700Graphics: 36. C# - PLplot의 16색 이상을 표현하는 방법과 subpage를 이용한 그리드 맵 표현
11959정성태6/27/20191380Graphics: 35. matplotlib와 PLplot의 한글 처리
11958정성태6/25/20193304Linux: 18. C# - .NET Core Console로 리눅스 daemon 프로그램 만드는 방법 [1]
11957정성태6/24/20193817Windows: 160. WMI 쿼리를 명령행에서 간단하게 수행하는 wmic.exe [1]
11956정성태6/24/20192779Linux: 17. CentOS 7에서 .NET Core Web App 실행 환경 구성 [1]
11955정성태6/20/20191998Math: 60. C# - 로지스틱 회귀를 이용한 분류파일 다운로드1
11954정성태6/20/20192399오류 유형: 550. scp - sudo: no tty present and no askpass program specified
11953정성태6/20/20191600오류 유형: 549. The library 'libhostpolicy.so' required to execute the application was not found in '...'
... 16  17  18  19  20  21  [22]  23  24  25  26  27  28  29  30  ...