带符号字符（C）的位旋转？答案

【问题标题】：Bit rotation with signed char (C)?带符号字符（C）的位旋转？
【发布时间】：2019-03-24 22:57:14
【问题描述】：

我正在尝试旋转一个有符号字符 (*c)，它在二进制中是 10011010，右 4 个 (numRotate) 位置。换班后的期望结果是10101001。我目前拥有的代码是：

void right(char *c, int numRotate) {
    *c = (*c >> numRotate) | (*c << (8 - numRotate));
}

根据我所学到的，这显然应该可以正确地完成我想要的转变。相反，我得到的结果是11111001。我不确定出了什么问题。 signed 与 unsigned char 数据类型有问题吗？我看过的所有资源都只使用无符号数据类型。

【问题讨论】：

有符号或无符号数据类型的事实与位顺序无关。好吧，除非您对其进行算术运算，例如上面的减法。移位等按位运算不考虑符号
转换前将*c 转换为unsigned char。您的编译器对有符号类型进行算术右移，而普通的 char 似乎是您机器上的有符号类型。 (*c = ((unsigned char)(*c) >> numRotate) | ((unsigned char)(*c) << (8 - numRotate));)
@mangusta 确实与*c 已签名有关。有符号变量的右移是实现定义的。轮班前将其发送至unsigned char。
Arithmetic bit-shift on a signed integer的可能重复
@AlexLop 你的意思是C标准库的实现吗？我想如果我们将 11111111（一种字节大小的数据类型）向左移动一次，无论符号是什么，我们都会得到 11111110。 OP 抱怨她得到的位模式，而不是它的数值

标签： c types binary rotation bit-manipulation

【解决方案1】：

右移负值具有实现定义的行为。如果 char 是 8 位宽并且默认在您的平台上签名，则模式 10011010 具有负值。您必须使用 unsigned char 来为您的目的定义行为：

void right(char *c, int numRotate) {
    *c = ((unsigned char)*c >> numRotate) | ((unsigned char)*c << (8 - numRotate));
}

【讨论】：

【解决方案2】：

已在其他帖子Arithmetic bit-shift on a signed integer 中回答。要获得您期望的结果，您应该使用 unsigned char。

void right(unsigned char *c, int numRotate) {
    *c = (*c >> numRotate) | (*c << (8 - numRotate));
}

有符号整数右移运算符将用符号位（MSB）填充剩余空间，因此：

10011010 >> 4 == 11111001
01011010 >> 4 == 00000101

我链接的问题的答案表明它是特定于编译器/平台的。使用移位运算替换乘法/除法的 2 次幂的常见优化技术对负数起作用。示例：

#include <stdio.h>

int main()
{
    char x = -4;
    printf("0x%x -> %i\n", x, x);

    x <<= 1; //multiply by 2^1 = 2
    printf("0x%x -> %i\n", x, x);

    x >>= 2; //divide by 2^2 =4
    printf("0x%x -> %i\n", x, x);

    return 0;
}

输出：

0xfffffffc -> -4
0xfffffff8 -> -8
0xfffffffe -> -2

【讨论】：