> Как можно наиболее грамотно проверить результат выполнения арифметической
> операции (допустим, сложения) на предмет выхода за пределы, предоставляемые
> данными фундаментальными типами?

Да блин очень просто.
Результат сложения должен быть БОЛЬШЕ каждого из слагаемых.

Результат вычитания должен быть меньше уменьшаемого.