带符号 int 的位移位重置过多

Question

请看下面的代码片段，它基本上只是将 1 个字节向左移动 24 位。

uint64_t i = 0xFFFFFFFF00000000;
printf("before: %016llX \n", i);
i += 0xFF << 24;
printf("after : %016llX \n", i);

// gives:
// before: FFFFFFFF00000000
// after : FFFFFFFEFF000000

最重要的 32 位是FFFFFFFE（E在最后观看）。这并不像我预期的那样。我不明白为什么左移 1 个字节 24 位会触及位 #32（位 #31 应该是最后一个修改的）它把最后一个F( 1111) 变成了E( 1110) 。

为了使其正常工作，我使用了0xFF无符号 ( 0xFFU)。

uint64_t i = 0xFFFFFFFF00000000;
printf("before: %016llX \n", i);
i += 0xFFU << 24;
printf("after : %016llX \n", i);

// gives:
// before: FFFFFFFF00000000
// after : FFFFFFFFFF000000

为什么带符号 int ( 0xFF) 的位移位会过多地触摸/重置一位？

Answer 1

您左移到符号位。

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整数常量的0xFF类型为int。假设 anint是 32 位，则表达式0xFF << 24将设置为 1 的位移入有符号整数的高位会触发未定义的行为，在您的情况下，该行为表现为意外值。

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C 标准第 6.5.7p4 节对此进行了详细说明：

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的结果E1 << E2是E1左移位E2位置；空出的位用零填充。如果E1具有无符号类型，则结果的值为 E1\xc3\x972 ^E2，比结果类型中可表示的最大值减少模一。如果E1具有有符号类型和非负值，且 E1\xc3\x972 ^E2可在结果类型中表示，则这就是结果值；否则，行为是未定义的。

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通过使用U后缀，这使得常量具有类型unsigned int，并且将设置为 1 的位移入高位是有效的，因为没有符号位。

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