خطاهای سرریز عددی در برنامه‌نویسی
خطاهای سرریز عددی (Numeric Overflow) از رایج‌ترین مشکلات در محاسبات کامپیوتری هستند که زمانی رخ می‌دهند که نتیجه یک عملیات ریاضی خارج از محدوده قابل نمایش توسط نوع داده مورد استفاده باشد. این خطاها می‌توانند منجر به نتایج غیرمنتظره، خرابی برنامه یا حتی آسیب‌های امنیتی شوند.
سرریز عددی مانند پر شدن لیوان آب است - وقتی ظرفیت تمام شود، آب به اطراف می‌ریزد و ممکن است به سطوح دیگر نفوذ کند!
انواع سرریز عددی
- سرریز صحیح (Integer Overflow): زمانی اتفاق می‌افتد که نتیجه محاسبات از محدوده نوع داده صحیح فراتر رود
- سرریز ممیز شناور (Floating-Point Overflow): هنگامی که عددی بسیار بزرگ برای نمایش در نوع داده ممیز شناور باشد
- زیرریز ممیز شناور (Underflow): زمانی که عددی بسیار کوچک برای نمایش در نوع داده باشد
| نوع داده |
محدوده |
مثال سرریز |
| int (32-bit) |
2,147,483,647 تا -2,147,483,648 |
2,147,483,647 + 1 |
| unsigned int |
0 تا 4,294,967,295 |
4,294,967,295 + 1 |
راهکارهای پیشگیری
- استفاده از انواع داده‌ای با ظرفیت بیشتر (مثلاً long long به جای int)
- اعتبارسنجی ورودی‌ها قبل از انجام محاسبات
- استفاده از کتابخانه‌های محاسباتی امن مانند SafeInt برای C++
- پیاده‌سازی بررسی‌های سرریز قبل از انجام عملیات
- استفاده از مکانیزم‌های مدیریت خطای مناسب
برای درک بهتر انواع داده‌های عددی در زبان C، می‌توانید مقاله بیشتر بخوانید را مطالعه کنید.
مثال‌های عملی
در کد زیر نمونه‌ای از سرریز صحیح را مشاهده می‌کنید:
int x = INT_MAX;
printf("قبل از سرریز: %d\n", x);
x = x + 1;
printf("بعد از سرریز: %d\n", x);
خروجی این کد معمولاً به این شکل خواهد بود:
| قبل از سرریز: |
2147483647 |
| بعد از سرریز: |
-2147483648 |
همانطور که مشاهده می‌کنید، سرریز عددی می‌تواند منجر به تغییر علامت عدد و نتایج کاملاً غیرمنتظره شود که در برنامه‌های حساس مانند سیستم‌های بانکی یا کنترل ترافیک هوایی می‌تواند فاجعه‌بار باشد.
