为什么1 << 31改为在C++ 14中实现定义？

Question

在2014年之前的所有C和C++版本中,写作

1 << (CHAR_BIT * sizeof(int) - 1)

导致未定义的行为,因为左移定义为等效于连续乘法2,并且此移位导致有符号整数溢出:

结果E1 << E2是E1左移位E2位置; 腾出的位用零填充.[...]如果E1有一个带符号的类型和非负值,并且结果类型中可以表示E1×2 ^E2,那么这就是结果值; 否则,行为未定义.

但是在C++ 14中,文本已经改变<<但不是为了乘法:

值E1 << E2是E1左移位E2位置; 空位是零填充的.[...]否则,如果E1有一个有符号类型和非负值,并且E1×2 ^E2可以在结果类型的相应无符号类型中表示,那么转换为结果类型的那个值就是结果值; 否则,行为未定义.

现在的行为与签名类型的超出范围分配相同,即[conv.integral]/3所涵盖的行为:

如果目标类型已签名,则如果可以在目标类型(和位字段宽度)中表示该值,则该值不会更改; 否则,该值是实现定义的.

这意味着它仍然是不可移植的1 << 31(在具有32位int的系统上).那么为什么在C++ 14中做出这种改变呢？

Answer 1

相关问题是CWG 1457,其中的理由是更改允许1 << 31在常量表达式中使用:

5.8 [expr.shift]第2段的当前措辞使得通过将(带符号)1左移到符号位来创建给定类型的最负整数,这是未定义的行为,即使这并不常见并且有效正确地对大多数(二进制补码)架构:

...如果E1具有带符号类型和非负值,并且E1*2 ^E2在结果类型中可表示,那么这就是结果值; 否则,行为未定义.

因此,此技术不能用于常量表达式,这将破坏大量代码.

常量表达式不能包含未定义的行为,这意味着在需要常量表达式的上下文中使用包含UB的表达式会使程序格式错误.numeric_limits::min例如,libstdc ++ 因为这个原因而无法在clang中编译.