面试问题中的这个位操作代码有什么问题？答案

【问题标题】：What is wrong with this bit-manipulation code from an interview question?面试问题中的这个位操作代码有什么问题？
【发布时间】：2011-05-14 05:02:12
【问题描述】：

我正在查看此页面：http://www.devbistro.com/tech-interview-questions/Cplusplus.jsp，但不明白这个问题：

以下代码可能有什么问题？
long value;
//some stuff
value &= 0xFFFF;
注意：向候选人提示他们正在开发的基础平台。如果该人仍然没有发现代码有任何问题，则说明他们没有 C++ 经验。

谁能详细说明一下？

谢谢！

【问题讨论】：

这段代码可能有很多问题。另一方面，它可能很好。没有上下文，就不可能为这个问题提供一个合理的答案。
@James：也许在某些实现上，也许不是。无论如何，这都是一个糟糕的借口。
我删除了关于符号扩展的答案，因为它是错误的。我怀疑这是面试官正在寻找的，但如果面试官正在寻找，他们也错了。
一个人可以“有 C++ 经验”并且从不使用位运算符。 C++ 是如此庞大的语言，它支持如此多的编程范例（除了“Hello World！”类型的东西）我不确定是否有可能根据 1 个问题明确确定一个人是否有经验。
Axn: 0xffff 在任何情况下都不会被提升为0xffffffff - 0xffff 始终与65535 相同，这意味着该常量具有如果 int 只有 16 位，则键入 unsigned int。当提升为 long 时，它将保持为 0xffff / 65535。

标签： c++ c bit-manipulation integer-promotion

【解决方案1】：

这里有几个答案指出，如果 int 的宽度为 16 位，则 0xFFFF 是否定的。这不是真的。 0xFFFF 绝不是负面的。

十六进制文字由以下第一个足以包含它的类型表示：int、unsigned int、long 和 unsigned long。

如果int 的宽度为16 位，则0xFFFF 大于int 可表示的最大值。因此，0xFFFF 的类型为unsigned int，保证足够大以表示@987654333@。

当为评估& 执行通常的算术转换时，unsigned int 将转换为long。 16 位 unsigned int 到 long 的转换是明确定义的，因为可以由 16 位 unsigned int 表示的每个值也可以由 32 位 long 表示。

由于初始类型没有签名，所以不需要符号扩展，使用0xFFFF的结果与使用0xFFFFL的结果相同。

或者，如果 int 的宽度超过 16 位，则 0xFFFF 的类型为 int。这是一个有符号但为正的数字。在这种情况下，两个操作数都有符号，并且long 具有更高的转换等级，因此int 通过通常的算术转换再次提升为long。

正如其他人所说，您应该避免对有符号操作数执行按位运算，因为数字结果取决于符号的表示方式。

除此之外，这段代码并没有什么特别的问题。我会争辩说，value 在声明时未初始化是一种风格问题，但这可能是一个挑剔的评论，取决于被省略的//some stuff 部分的内容。

为了更好的可移植性，使用固定宽度整数类型（如uint32_t）而不是long 可能更可取，但这也取决于您编写的代码以及您的基本假设。

【讨论】：

你是对的。我敢打赌，问这个问题的面试官会被证明是错误的。 :-)
@Omnifarious：很有可能。不管怎样，我认为这是一个糟糕的面试问题。
请注意，仅当涉及负数/符号位时，对有符号操作数进行按位运算的数值结果才会有所不同。例如，在这种情况下，如果value 为正，则结果是明确定义的（与value % 65536 相同），但如果value 为负，则有三种可能的结果。
出于兴趣，caf 提到的三个可能结果是什么？

【解决方案2】：

我认为根据 long 的大小，可以将 0xffff 文字 (-1) 提升为更大的大小，并且作为有符号值，它将被符号扩展，可能变成 0xffffffff（仍然是 -1）。

【讨论】：

0xFFFF 永远不会是负数。我已经发布了详细的答案。

【解决方案3】：

我假设这是因为 long 没有预定义的大小，除了它必须至少与前面的大小 (int) 一样大。因此，根据大小，您可能会将值截断为位子集（如果 long 超过 32 位）或溢出（如果它小于 32 位）。

是的，多头（根据规范，感谢 cmets 中的提醒）必须至少能够持有 -2147483647 到 2147483647（LONG_MIN 和 LONG_MAX）。

【讨论】：

你的意思是它是否小于/大于 16 位？
+1 - 在看这个问题时，我没有想到 long 的大小会发生变化。
我以为只是 int 的大小未定义，long = 32bit，long long = 64bit。但是ferenuff，一个人每天都会学到一些东西:)
-1 long 保证至少 32 位，参考 C 标准（它遵循保证值范围）。因此，该声明在技术上没有任何问题。它掩盖了除值的低 16 位之外的所有内容，仅此而已，如果这是意图（并且已分配值），则代码是正确的，如果不是意图，则代码是错误的。面试官不懂C++。干杯&hth.，
@GMan int 是这样，long 必须至少为 32 位。

【解决方案4】：

对于一个值在执行之前没有初始化，所以我认为行为是未定义的，值可以是任何东西。

【讨论】：

它不是未定义的——内容可能是垃圾，但它不能（例如）格式化你的硬盘。
@Billy：形式上它可以做鼻部守护进程。但实际上，在 32 位系统上，int 类型的不确定值只是 some int 值。在 64 位系统上，+ 在一些非常古老的架构上，可能会有检查和陷阱。干杯，
@Alf：是的，变量的实际内容是未定义的。这并不意味着它是未定义的行为。如果这是未定义的行为，则符合标准的编译器可以格式化您的硬盘驱动器。而在这种情况下，它只允许将垃圾放入单个变量中。
@Billy：读取（执行左值到右值的转换）未初始化的变量确实是未定义的行为。它可以很好地重新格式化您的硬盘。见§4.1。

【解决方案5】：

long 类型大小取决于平台/编译器。

你可以在这里说的是：

已签名。
我们无法知道 value &= 0xFFFF 的结果；因为它可能是例如 value &= 0x0000FFFF;并且不会做预期的事情。

【讨论】：

同样，long 并不意味着 4 个字节。它只意味着 >= sizeof(int)
@Billy 和@Charles：Julio 没有说四个字节。他暗示long 的大小可以是 32 位（取决于CHAR_BIT，可能是1、2 或4 个字节）。 long 的最小 32 位大小由标准保证，因此它确实可以是 32 位。干杯&hth。

【解决方案6】：

虽然有人可能会争辩说，由于它不是缓冲区溢出或其他一些可能被利用的错误，它是一种风格的东西而不是一个错误，但我 99% 有信心得到答案问题作者正在寻找的是 value 在分配之前对其进行操作。该值将是任意垃圾，这不太可能是本意，因此“可能是错误的”。

【讨论】：

【解决方案7】：

使用 MSVC，我认为该语句将执行最可能的预期 - 即：清除除最不重要的 16 位值之外的所有值，但我遇到其他平台会将文字 0xffff 解释为等同于（短） -1，然后符号 extend 转换为 long，在这种情况下语句“value &= 0xFFFF”将无效。 "value &= 0x0FFFF" 更加明确和健壮。

【讨论】：