safe add and mult

master
serr 2025-05-14 15:03:20 +03:00
parent 1a77b9cbd6
commit ca6876771f
3 changed files with 76 additions and 31 deletions

View File

@ -2,6 +2,27 @@
#include <stdio.h> #include <stdio.h>
#include <stdlib.h> #include <stdlib.h>
#include <stdbool.h> #include <stdbool.h>
#include <limits.h>
// Безопасное умножение с проверкой переполнения
int safe_mul(int a, int b) {
if (a > 0) {
if (b > 0 && a > INT_MAX / b) return 0; // Переполнение
if (b < 0 && b < INT_MIN / a) return 0; // Переполнение
} else if (a < 0) {
if (b > 0 && a < INT_MIN / b) return 0; // Переполнение
if (b < 0 && a < INT_MAX / b) return 0; // Переполнение
}
return a * b;
}
// Безопасное сложение с проверкой переполнения
int safe_add(int a, int b) {
if ((b > 0 && a > INT_MAX - b) || (b < 0 && a < INT_MIN - b)) {
return 0; // Переполнение
}
return a + b;
}
// Возведение полинома в целую степень // Возведение полинома в целую степень
Polynomial deg_poly(Polynomial *p, int degree) { Polynomial deg_poly(Polynomial *p, int degree) {
@ -33,13 +54,26 @@ Polynomial mul_polynomials(Polynomial *p1, Polynomial *p2) {
Term t1 = p1->terms[i]; Term t1 = p1->terms[i];
Term t2 = p2->terms[j]; Term t2 = p2->terms[j];
// Результат перемножения двух слагаемых // Безопасное умножение коэффициентов
Term res_t; int safe_coeff = safe_mul(t1.coefficient, t2.coefficient);
res_t.coefficient = t1.coefficient * t2.coefficient; if (t1.coefficient != 0 && t2.coefficient != 0 && safe_coeff == 0) {
res_t.exponent = t1.exponent + t2.exponent; fprintf(stderr, "Multiplication overflow detected!\n");
free_polynomial(&result);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// Безопасное сложение степеней
int safe_exp = safe_add(t1.exponent, t2.exponent);
if (safe_exp == 0 && (t1.exponent != 0 || t2.exponent != 0)) {
fprintf(stderr, "Exponent addition overflow detected!\n");
free_polynomial(&result);
exit(EXIT_FAILURE);
}
Term res_t;
res_t.coefficient = safe_coeff;
res_t.exponent = safe_exp;
// Прибавление полученного результата (слагаемого)
// к результирующему полиному
add_term_and_poly(&result, res_t); add_term_and_poly(&result, res_t);
} }
} }
@ -49,12 +83,16 @@ Polynomial mul_polynomials(Polynomial *p1, Polynomial *p2) {
Polynomial sub_polynomials(Polynomial *p1, Polynomial *p2) { Polynomial sub_polynomials(Polynomial *p1, Polynomial *p2) {
for (int i = 0; i < p2->size; ++i) { for (int i = 0; i < p2->size; ++i) {
// Безопасное умножение на -1
if (p2->terms[i].coefficient == INT_MIN) {
fprintf(stderr, "Overflow when negating coefficient!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
p2->terms[i].coefficient *= -1; p2->terms[i].coefficient *= -1;
} }
return add_polynomials(p1, p2); return add_polynomials(p1, p2);
} }
// Cложение полиномов
Polynomial add_polynomials(Polynomial *p1, Polynomial *p2) { Polynomial add_polynomials(Polynomial *p1, Polynomial *p2) {
Polynomial result; init_polynomial(&result); Polynomial result; init_polynomial(&result);
@ -69,18 +107,23 @@ Polynomial add_polynomials(Polynomial *p1, Polynomial *p2) {
return result; return result;
} }
// Сложение одного слагаемого и полинома
void add_term_and_poly(Polynomial *p, Term term) { void add_term_and_poly(Polynomial *p, Term term) {
Term* t = exist_incremental(p, term); Term* t = exist_incremental(p, term);
if (t) { if (t) {
t->coefficient += term.coefficient; // Безопасное сложение коэффициентов
} else { int new_coeff = safe_add(t->coefficient, term.coefficient);
add_term(p, term.coefficient, term.exponent); if (new_coeff == 0 && ((t->coefficient > 0 && term.coefficient > 0) ||
(t->coefficient < 0 && term.coefficient < 0))) {
fprintf(stderr, "Coefficient addition overflow detected!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
t->coefficient = new_coeff;
} else {
add_term(p, term.coefficient, term.exponent);
} }
} }
// Например есть полином x+1 и терм (2,1)=2x, значит в полиноме есть // Остальные функции остаются без изменений
// incremental (увеличиваемое), т.е. есть к чему прибавить 2x
Term* exist_incremental(Polynomial *p, Term term) { Term* exist_incremental(Polynomial *p, Term term) {
for (int i = 0; i < p->size; ++i) { for (int i = 0; i < p->size; ++i) {
if (p->terms[i].exponent == term.exponent) { if (p->terms[i].exponent == term.exponent) {
@ -90,7 +133,6 @@ Term* exist_incremental(Polynomial *p, Term term) {
return NULL; return NULL;
} }
// Инициализация полинома
void init_polynomial(Polynomial *p) { void init_polynomial(Polynomial *p) {
p->size = 0; p->size = 0;
p->capacity = 4; p->capacity = 4;
@ -101,9 +143,7 @@ void init_polynomial(Polynomial *p) {
} }
} }
// Добавление слагаемого в полином
void add_term(Polynomial *p, int coeff, int exp) { void add_term(Polynomial *p, int coeff, int exp) {
// Проверяем, нужно ли расширить массив
if (p->size >= p->capacity) { if (p->size >= p->capacity) {
p->capacity *= 2; p->capacity *= 2;
p->terms = (Term *)realloc(p->terms, p->capacity * sizeof(Term)); p->terms = (Term *)realloc(p->terms, p->capacity * sizeof(Term));
@ -113,18 +153,15 @@ void add_term(Polynomial *p, int coeff, int exp) {
} }
} }
// Добавляем слагаемое
p->terms[p->size].coefficient = coeff; p->terms[p->size].coefficient = coeff;
p->terms[p->size].exponent = exp; p->terms[p->size].exponent = exp;
p->size++; p->size++;
} }
// Сортировка слагаемых в полиноме по убыванию степени
void sort_polynomial(Polynomial *p) { void sort_polynomial(Polynomial *p) {
for (int i = 0; i < p->size - 1; i++) { for (int i = 0; i < p->size - 1; i++) {
for (int j = 0; j < p->size - i - 1; j++) { for (int j = 0; j < p->size - i - 1; j++) {
if (p->terms[j].exponent < p->terms[j + 1].exponent) { if (p->terms[j].exponent < p->terms[j + 1].exponent) {
// Обмен слагаемых
Term temp = p->terms[j]; Term temp = p->terms[j];
p->terms[j] = p->terms[j + 1]; p->terms[j] = p->terms[j + 1];
p->terms[j + 1] = temp; p->terms[j + 1] = temp;
@ -133,7 +170,6 @@ void sort_polynomial(Polynomial *p) {
} }
} }
// Освобождение памяти, занятой полиномом
void free_polynomial(Polynomial *p) { void free_polynomial(Polynomial *p) {
free(p->terms); free(p->terms);
p->terms = NULL; p->terms = NULL;
@ -141,7 +177,6 @@ void free_polynomial(Polynomial *p) {
p->capacity = 0; p->capacity = 0;
} }
// Печать полинома
void print_polynomial(Polynomial *p, char letter) { void print_polynomial(Polynomial *p, char letter) {
if (p->size == 0) { if (p->size == 0) {
printf("0\n"); printf("0\n");
@ -151,26 +186,20 @@ void print_polynomial(Polynomial *p, char letter) {
for (int i = 0; i < p->size; i++) { for (int i = 0; i < p->size; i++) {
Term term = p->terms[i]; Term term = p->terms[i];
if (term.coefficient == 0) { if (term.coefficient == 0) continue;
continue;
}
// Печать знака (не печатаем '+' перед первым слагаемым)
if (i != 0 || term.coefficient < 0) { if (i != 0 || term.coefficient < 0) {
printf("%c", term.coefficient > 0 ? '+' : '-'); printf("%c", term.coefficient > 0 ? '+' : '-');
} }
// Печать коэффициента (если не 1/-1 или если степень 0)
if (abs(term.coefficient) != 1 || term.exponent == 0) { if (abs(term.coefficient) != 1 || term.exponent == 0) {
printf("%d", abs(term.coefficient)); printf("%d", abs(term.coefficient));
} else if (term.coefficient == -1 && term.exponent != 0) { } else if (term.coefficient == -1 && term.exponent != 0) {
printf("-"); // Специальный случай для -x^n printf("-");
} }
// Печать переменной
if (term.exponent > 0) { if (term.exponent > 0) {
printf("%c", letter); printf("%c", letter);
// Печать степени только если она больше 1
if (term.exponent > 1) { if (term.exponent > 1) {
printf("^%d", term.exponent); printf("^%d", term.exponent);
} }

View File

@ -6,6 +6,8 @@ extern FILE *yyin;
char allowed_variable = 0; char allowed_variable = 0;
int current_line_number = 1; int current_line_number = 1;
const char* INT_MAX_STR = "2147483646";
void yyerror(const char *s) { void yyerror(const char *s) {
fprintf(stderr, "Error at line %i: %s\n", current_line_number, s); fprintf(stderr, "Error at line %i: %s\n", current_line_number, s);
} }
@ -17,6 +19,16 @@ void yyerror(const char *s) {
";" { return SEMICOLON; } ";" { return SEMICOLON; }
"=" { return EQUAL; } "=" { return EQUAL; }
[0-9]+ { [0-9]+ {
size_t len = strlen(yytext);
if (len > strlen(INT_MAX_STR)) {
yyerror("Number too large (max 2147483646)");
exit(-1);
} else if (len == strlen(INT_MAX_STR)) {
if (strcmp(yytext, INT_MAX_STR) > 0) {
yyerror("Number too large (max 2147483646)");
exit(-1);
}
}
init_polynomial(&yylval.poly); init_polynomial(&yylval.poly);
add_term(&yylval.poly, atoi(yytext), 0); add_term(&yylval.poly, atoi(yytext), 0);
return NUMBER; return NUMBER;

View File

@ -1,4 +1,6 @@
A = (x+2)^2; A = x+2;
A = A^2;
print A;
A = A + A + 2; A = A + A + 2;
print A; print A;
@ -10,4 +12,6 @@ A = (x-2)*(x^2+2*x+4);
print A; print A;
print 2147483646*2;
print 2+2*3; print 2+2*3;