为什么 -1 >> 1 和 0xFFFFFFFF >> 1 会产生不同的结果？答案

【问题标题】：Why does -1 >> 1 and 0xFFFFFFFF >> 1 produce different results?为什么 -1 >> 1 和 0xFFFFFFFF >> 1 会产生不同的结果？
【发布时间】：2014-07-10 02:29:15
【问题描述】：

我正在尝试通过将十六进制FFFFFFFF 右移1 来判断我的PC 是执行算术右移还是逻辑右移。

我知道整数-1 在十六进制中读作FFFFFFFF，因为它是1 的二进制补码。将-1 右移1 得到FFFFFFFF 并显示PC 执行算术右移。

但如果我只输入0xFFFFFFFF >> 1，它会导致7FFFFFFF，并显示PC 执行了逻辑右移。为什么会这样？请参阅下面产生结果的代码：

#include    <stdlib.h>
#include    <stdio.h>

int main ( int argc, char *argv[] )
{
    printf ( "%x >> 1 = %x\n", -1, -1 >> 1 );
    printf ( "%x >> 1 = %x\n", 0xffffffff, 0xffffffff >> 1 );

    return EXIT_SUCCESS;
}

程序的输出是：

ffffffff >> 1 = ffffffff
ffffffff >> 1 = 7fffffff

【问题讨论】：

-1 已签名。 0xffffffff 未签名。与printf()无关。
右移负符号值是实现定义的：-1 >> 1 也可以打印为7fffffff。

标签： c bitwise-operators bit-shift

【解决方案1】：

这不是假设。你认为0xffffffff 是什么类型？根据C标准6.4.4.1整型常量，十六进制常量（以0x开头）的表达式的类型为以下第一项可以适用地保存表示的值：

int
unsigned int
long int
unsigned long int
long long int
unsigned long long int

在您的平台上，0xFFFFFFFF 不能表示为 int，因为 int 是 32 位，而 signed int 中只有 31 位表示数量（标准规定为符号保留一位）。因此使用下一个类型unsigned int。因此，没有符号位可以通过移位操作进行扩展，因此这是逻辑而不是算术。

我如何得出int 在您的平台上是 32 位的结论可能并不明显。事实上，如果不是 first 行，我无法做出这样的假设，该行算术右移了-1 的值。这种转变的结果是%x，转储为0xFFFFFFFF。如果 int 是本机 64 位，则应该转储 0xFFFFFFFFFFFFFFFF。如果没有这些先验知识，就不能假设0xFFFFFFFF 的单一类型结论，因为它可以很好地表示为宽度为64 位（63+1）的标准签名int，其值为0x00000000FFFFFFFF。由此产生的转变将产生与您现在看到的相同的输出，从而引入上述假设的替代方案。

【讨论】：

【解决方案2】：

您的主要问题是：0xffffffff 是未签名的吗？

来自 C11 §6.4.4.1 整数常量

整数常量的类型是其值可以在对应列表中的第一个被代表。

第一行printf 的输出表明int 在您的机器上是32 位的。因此它不能代表0xffffffff，它必须是无符号的。

【讨论】：

此图中没有任何内容导致 0xffffffff 为 unsigned。推动结论的是 OP 的 -1。
@chux 我明白你的意思，你是对的。但我不认为当 OP 询问它是否是无符号整数时，他的意思是 unsigned（即unsigned int）类型。我认为他的意思是一般的无符号类型，即unsigned int、unsigned long 或unsigned long long。这就是为什么我没有使用代码格式unsigned，只使用unsigned。
0xffffffff 可能是 int（又名 signed int）应该 int 是 64 位。鉴于 C 规范。 0xffffffff 必须是 int、unsigned int、long int 或 unsigned long int。