Не работает унарный минус на INT_MIN

#c #операторы

Если попытаться применить операцию унарного минуса к числу типа int, содержащее INT_MIN,
то ничего не изменяется.

Собственно сабж:

#include 
#include 

int main (void)
{
    int a = INT_MIN;

    printf("a = %d\n", a);
    a = -a;
    printf("a = %d\n", a);

    return 0;
}


Результат работы (компилятор - Clang):

a = -2147483648
a = -2147483648


В чем проблема?

P.S. стандарт c99 никакие ограничения (вроде) не накладывает:


  6.5.3.3 Unary arithmetic operators
  ...
  The result of the unary - operator is the negative of its (promoted) operand. The
integer
  promotions are performed on the operand, and the result has the
  promoted type.

    

Ответы

Ответ 1

-INT_MIN значение ведёт к неопределённому поведению (undefined behavior) в Си из-за
переполнения (integer overflow). Это не только теоретическая проблема, к примеру:

#define abs(x) ((x) > 0 ? (x) : -(x)) 

int foo(int x){  
    return abs(x) >= 0;
}


может быть скомпилировано в:

mov     eax, 1
ret


то есть даже для INT_MIN возвращается 1 вне зависимости от того как int представлен,
то есть даже на реализациях где дополнительный код используется, где -n может вернуть
INT_MIN.

Переполнение возникает так как INT_MIN по модулю математически может быть больше INT_MAX.

n == -n получается в дополнительном коде, так как унарный минус можно реализовать
как: обратить биты, прибавить один: -n == ~n+1. К примеру, для 8-битного числа:

n=-128 1000 0000  
~n     0111 1111
~n+1   1000 0000