[C][header][limits.h]

『목차』
0. 개요
1. 내용
2. 오버플로우ㆍ언더플로우(OverflowㆍUnderflow)
3. 출처

0. 개요

limits.h는 C언어의 표준 라이브러리로, 정수형의 범위를 나타내는 상수들을 정의한다.

1. 내용

이름	설명	값
CHAR_BIT	char의 비트 수	8
SCHAR_MIN	signed char의 최솟값	-127 -1
SCHAR_MAX	signed char의 최댓값	127
UCHAR_MAX	unsigned char의 최댓값	255[0xFF]
CHAR_MIN	char의 최솟값	SCHAR_MIN 또는 0
CHAR_MAX	char의 최댓값	SCHAR_MAX 또는 UCHAR_MAX
MB_LEN_MAX	멀티바이트 문자의 최대 바이트 수	5
SHRT_MIN	short의 최솟값	-32767 -1
SHRT_MAX	short의 최댓값	32767
USHRT_MAX	unsigned short의 최댓값	65535[0xFFFF]
INT_MIN	int의 최솟값	-2147483647 -1
INT_MAX	int의 최댓값	2147483647
UINT_MAX	unsigned int의 최댓값	4294967295[0xFFFFFFFF]
LONG_MIN	long의 최솟값	-2147483647 -1
LONG_MAX	long의 최댓값	2147483647
ULONG_MAX	unsigned long의 최댓값	4294967295[0xFFFFFFFF]
LLONG_MIN	long long의 최솟값	-9,223,372,036,854,775,807 - 1
LLONG_MAX	long long의 최대값	9,223,372,036,854,775,807
ULLONG_MAX	unsigned long long의 최대값	18,446,744,073,709,551,615

 

자료형	최솟값	최댓값
char	CHAR_MIN	CHAR_MAX
short	SHRT_MIN	SHRT_MAX
int	INT_MIN	INT_MAX
long	LONG_MIN	LONG_MAX
long long	LLONG_MIN	LLONG_MAX
unsigned char	0	UCHAR_MAX
unsigned short	0	USHRT_MAX
unsigned int	0	UINT_MAX
unsigned long	0	ULONG_MAX
unsigned long long	0	ULLONG_MAX

 

2. 오버플로우ㆍ언더플로우(OverflowㆍUnderflow)

다음과 같이 limits.h에 정의된 최댓값을 넘어서도 오버플로우가 발생합니다.

/* integer_max_overflow.c */
#include <stdio.h>
#include <limits.h>    // 자료형의 최댓값과 최솟값이 정의된 헤더 파일

int main()
{
    char num1 = CHAR_MAX + 1;          // char의 최댓값보다 큰 수를 할당. 오버플로우 발생
    short num2 = SHRT_MAX + 1;         // short의 최댓값보다 큰 수를 할당. 오버플로우 발생
    int num3 = INT_MAX + 1;            // int의 최댓값보다 큰 수를 할당. 오버플로우 발생
    long long num4 = LLONG_MAX + 1;    // long long의 최댓값보다 큰 수를 할당. 오버플로우 발생

    // char, short, int는 %d로 출력하고 long long은 %lld로 출력
    // 부호 있는 정수에서 저장할 수 있는 범위를 넘어서면 최솟값부터 다시 시작
    printf("%d %d %d %lld\n", num1, num2, num3, num4);
    // -128 -32768 -2147483648 -9223372036854775808

    unsigned char num5 = UCHAR_MAX + 1;          // unsigned char의 최댓값보다 큰 수를 할당
                                                 // 오버플로우 발생
  
    unsigned short num6 = USHRT_MAX + 1;         // unsigned short의 최댓값보다 큰 수를 할당
                                                 // 오버플로우 발생

    unsigned int num7 = UINT_MAX + 1;            // unsigned int의 최댓값보다 큰 수를 할당
                                                 // 오버플로우 발생

    unsigned long long num8 = ULLONG_MAX + 1;    // unsigned long long의 최댓값보다 큰 수를 할당
                                                 // 오버플로우 발생

    // unsigned char, unsigned short, unsigned int는 %u로 출력하고 
    // unsigned long long은 %llu로 출력
    // 부호 없는 정수에서 저장할 수 있는 범위를 넘어서면 최솟값 0부터 다시 시작
    printf("%u %u %u %llu\n", num5, num6, num7, num8); // 0 0 0 0

    return 0;
}

/* 실행 결과 */
-128 -32768 -2147483648 -9223372036854775808 0 0 0 0

부호 있는 정수는 저장할 수 있는 범위를 넘어서면 최솟값(음수)부터 다시 시작하고, 부호 없는 정수는 범위를 넘어서면 최솟값인 0부터 다시 시작합니다.

 

마찬가지로 최솟값보다 작아지면 언더플로우가 발생합니다

/* integer_min_underflow.c */
#include <stdio.h>
#include <limits.h>    // 자료형의 최댓값과 최솟값이 정의된 헤더 파일

int main()
{
    char num1 = CHAR_MIN - 1;          // char의 최솟값보다 작은 수를 할당. 언더플로우 발생
    short num2 = SHRT_MIN - 1;         // short의 최솟값보다 작은 수를 할당. 언더플로우 발생
    int num3 = INT_MIN - 1;            // int의 최솟값보다 작은 수를 할당. 언더플로우 발생
    long long num4 = LLONG_MIN - 1;    // long long의 최솟값보다 작은 수를 할당. 언더플로우 발생

    // char, short, int는 %d로 출력하고 long long은 %lld로 출력
    // 부호 있는 정수에서 최솟값보다 작아지면 최댓값부터 다시 시작
    printf("%d %d %d %lld\n", num1, num2, num3, num4);
    // 127 32767 2147483647 9223372036854775807

    unsigned char num5 = 0 - 1;         // unsigned char의 최솟값보다 작은 수를 할당
                                        // 언더플로우 발생

    unsigned short num6 = 0 - 1;        // unsigned short의 최솟값보다 작은 수를 할당
                                        // 언더플로우 발생

    unsigned int num7 = 0 - 1;          // unsigned int의 최솟값보다 작은 수를 할당
                                        // 언더플로우 발생

    unsigned long long num8 = 0 - 1;    // unsigned long long의 최솟값보다 작은 수를 할당
                                        // 언더플로우 발생

    // unsigned char, unsigned short, unsigned int는 %u로 출력하고
    // unsigned long long은 %llu로 출력
    // 부호 없는 정수에서 최솟값보다 작아지면 최댓값부터 다시 시작
    printf("%u %u %u %llu\n", num5, num6, num7, num8);
    // 255 65535 4294967295 18446744073709551615

    return 0;
}

/* 실행 결과 */
127 32767 2147483647 9223372036854775807 255 65535 4294967295 18446744073709551615

최솟값에서 1을 빼서 값이 더 작아지면 언더플로우가 발생하여 다시 한 바퀴 돌게 되므로 최댓값이 출력됩니다.

3. 출처

① https://learn.microsoft.com/ko-kr/cpp/c-language/cpp-integer-limits?view=msvc-170

② https://dojang.io/mod/page/view.php?id=34