左移不等于2乘以

Question

我尝试了KR练习2.1 - long通过直接计算确定变量范围.

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main()
{
    unsigned short long_bits =  sizeof( long ) * CHAR_BIT;
    printf( "LONG_MAX   = %ld\n", ( 1L << ( long_bits - 1 ) ) - 1 );
    printf( "LONG_MIN   = %ld\n", ( -1 ) * ( 1L << ( long_bits - 1 ) ) );
    printf( "ULONG_MAX (1) = %lu\n", ( 1UL << long_bits ) - 1 );    // doesn't work

    printf( "ULONG_MAX (2) = %lu\n", 2*( 1UL << ( long_bits - 1 ) ) - 1 );  // work
    printf( "\n" );
}

• ULONG_MAX (1) = 0 是错误的,因为我认为左移溢出.
• ULONG_MAX (2) = 18446744073709551615 通过用乘以2来替换最后一个左移位似乎是正确的.

所以看起来左移运算符会溢出,但乘法不会？这个中间计算是否会2*( 1UL << ( long_bits - 1 ) ) 促进某些类型long？在我的机器上,long并且long long完全相同(8字节).

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编辑:正如伦丁指出的那样,所有需要的ULONG_MAX都是printf( "ULONG_MAX = %lu\n", ~0L );

在这种情况下使用左移导致UB,并且乘以2也可能是UB(尽管情况2的结果看起来是正确的).

Answer 1

仅当左移量小于类型的大小时，才定义左移值的行为。因此，1UL << long_bits这是未定义的行为，任何事情都可能发生，包括 d\xc3\xa6mons 从你的鼻子里飞出来。

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让n为我们正在使用的类型的位数。n实际上，根据平台的不同，在这种情况下会发生两种行为：要么产生任何左移或更多0（因为整个位模式被移出），要么左移减少模n，因此按位左移的n行为类似于按位左移0，产生1UL << 0或1。

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