为什么将整数左移 24 位会产生错误的结果？

Question

我尝试将 32 位整数左移 24：

char *int_to_bin(int num) {
    int i = 0;
    static char bin[64];
   
    while (num != 0) {
        bin[i] = num % 2 + 48;
        num /= 2;
        i++;
    }
    bin[i] = '\0';
    return (bin);
}

int main() {
    int number = 255;
    printf("number: %s\n", int_to_bin(number));
    printf("shifted number: %s\n", int_to_bin(number << 24));
    return 0;
}

输出：

number: 11111111
shifted number: 000000000000000000000000/

我左移 23 位，得到以下结果：

0000000000000000000000011111111

那么为什么会这样呢？错误结果末尾的“/”是怎么回事？

Answer 1

两件事情：

• 如果number值为 255，则number << 24数值为 4278190080，这会溢出一个 32 位有符号整数，其最大可能值为 2147483647。有符号整数溢出是 C 中未定义的行为，因此结果可能是任何结果。

  在这种情况下可能发生的情况是移位的结果为负。当num为负数时，num % 2可能会取值-1，因此您将字符 47 存储在字符串中，即/。

  位移位数学通常更适合使用unsigned类型，其中溢出是明确定义的（它环绕并且位只是从左侧移位并消失）并且num % 2只能是 0 或 1。（或者num & 1改为写入。）

• 您的int_to_bin例程将最低有效位放在字符串的开头（在左侧），因此结果与人们通常编写数字的方式相反（最低有效位在右侧）。您可能想重写它。