checkedでオーバーフローをチェック(C#)

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オーバーフローとは

データ型で扱える数字の範囲を超えることをオーバーフローと言います。

例えば、byte型は0～255までの数字を扱います。

byte型で宣言した数字が、演算した結果255を超えてしまった場合は、「オーバーフロー」が発生していると言えます。

オーバーフローのことは、桁あふれと呼んだりします。

ソースコード

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Checked02
{
	class Program
	{
		static void Main(string[] args)
		{
			Console.WriteLine("255+1の演算");
			byte max = 255;
			Console.WriteLine("演算前の値：" + max);
			max += 1;
			Console.WriteLine("演算後の値：" + max);

			Console.WriteLine("0-1の演算");
			byte min = 0;
			Console.WriteLine("演算前の値：" + min);
			min -= 1;
			Console.WriteLine("演算後の値：" + min);

		}
	}
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace Checked02

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("255+1の演算");

byte max = 255;

Console.WriteLine("演算前の値：" + max);

max += 1;

Console.WriteLine("演算後の値：" + max);

Console.WriteLine("0-1の演算");

byte min = 0;

Console.WriteLine("演算前の値：" + min);

min -= 1;

Console.WriteLine("演算後の値：" + min);

}

実行結果

255+1の演算
演算前の値：255
演算後の値：0
0-1の演算
演算前の値：0
演算後の値：255

byte型は8ビットで数字を表現します。つまり2の8乗の256通り。

ここで、2進法で255を表現すると「11111111」となります。これに1を足すと以下のようになります

11111111
+00000001
=100000000

byte型だと9桁の数字を扱えないので、255に1を足すと0になるというおかしな結果になります。

checked

オーバーフローを明示的にチェックしたい場合は、checkedを使用します。

checkedキーワードは以下のように記述します。

※1行で済む場合

checked(数値)

※複数行の処理をチェックしたい場合

checked
{
オーバーフローが発生しそうな処理文;
}

ソースコード(1行で済む場合)

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Checked04
{
	class Program
	{
		static void Main(string[] args)
		{
			int max = int.MaxValue;
			max = checked(max + 1);
		}
	}
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace Checked04

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

int max = int.MaxValue;

max = checked(max + 1);

}

実行結果

ハンドルされていない例外: System.OverflowException: 算術演算の結果オーバーフローが発生しました。

以下の文は、int型の最大有効値を示します。

int.MaxValue

ソースコード(複数行の処理をチェックしたい場合)

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Checked05
{
	class Program
	{
		static void Main(string[] args)
		{
			checked
			{
				int max = int.MaxValue;
				Console.WriteLine("int型の最大値は"+max);
				max += 1;
				Console.WriteLine("int型の最大値+1の値は" + max);
			}
		}
	}
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace Checked05

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

checked

{

int max = int.MaxValue;

Console.WriteLine("int型の最大値は"+max);

max += 1;

Console.WriteLine("int型の最大値+1の値は" + max);

}

実行結果

int型の最大値は2147483647
ハンドルされていない例外: System.OverflowException: 算術演算の結果オーバーフローが発生しました。

逆にオーバーフローを明示的にチェックしない場合は、uncheckedキーワードを使用します。checkedキーワードと使用する際の記述の仕方は同じです

ソースコード

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Unchecked01
{
	class Program
	{
		static void Main(string[] args)
		{
			unchecked
			{
				int max = int.MaxValue;
				Console.WriteLine("int型の最大値は" + max);
				max += 1;
				Console.WriteLine("int型の最大値+1の値は" + max);
			}
		}
	}
}