按位运算期间整数提升的行为答案

【问题标题】：Behavior of integer promotion during bitwise operations按位运算期间整数提升的行为
【发布时间】：2020-09-01 00:11:45
【问题描述】：

当对小于int 的算术类型执行按位运算时，它会自动提升为int。

std::uint8_t a = 42;
auto b = a | 0x0f;
// b will be of type int

我无法确定这次促销期间究竟发生了什么，特别是因为它正在从无符号整数转换为有符号整数。 a 的数值是否会保持一致，可能会改变二进制表示？或者二进制表示会保持一致，可能会导致不同的数值？

是否有理由将该值提升为int 而不是unsigned int？后者不会引起任何这种混乱。

【问题讨论】：

是不是因为42 被假定为int 而int | int 是int？我会尝试使用a | 0x0f。
@tadman 抱歉，这就是我的本意。
@chux-ReinstateMonica 但如果它是一样的，它仍然被提升为int?
我不认为促销活动完全取决于您正在执行的操作。
@3Dave 0x0f 是一个整数常量。数字的大小无关紧要，除非添加了一些限定后缀，否则它将被视为int。

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

【解决方案1】：

整数在提升后具有相同的值。提升的类型首先必须能够存储源类型的所有值（可能更多）才能做到这一点。特别是，这意味着无符号值在提升后永远不会变为负数，如果int 太小，则提升的类型可能是unsigned int。但请注意，std::uint8_t 将始终提升为 int，因为它始终足够大。

当整数提升发生在有符号整数上时，负值的“二进制表示”将被符号扩展（更多的 1）。例如，std::int8_t a = -1;、a & 0b100000000 != 0，即使二进制表示只是0b11111111。但这不会发生在无符号值或有符号正值上。

对象表示（当您 memcpy 到 char 数组时）可能会在提升后发生变化。这在有符号的情况下很容易看到，但在无符号的情况下，由于字节顺序，字节可能采用不同的顺序。

【讨论】：

【解决方案2】：

当对小于 int 的算术类型执行按位运算时，它会自动提升为 int。

正确¹。此外，这适用于所有算术运算。不仅仅是按位运算。

a的数值会保持一致

是的。

可能会改变二进制表示？

取决于您对二进制表示的期望。每个位将具有与相应的原始位相同的值，按重要性顺序排列。但是字节的内存顺序在小端系统上会发生变化。

是否有理由将该值提升为 int

是的。在this 答案中引用的ANSI C 基本原理中解释了这种设计选择。简而言之，这使价值在所有促销活动中保持一致。

¹从技术上讲，它可以在某些系统上在某些条件下被提升为 unsigned int。更具体地说，较低等级的整数类型被提升为 int 或 unsigned int。 Char 和 short 的等级低于 int，无论它们更小还是相同大小。当原始值不能以 int 类型表示时，它会被提升为 unsigned int。这可能发生在 unsigned char 和/或 unsigned short 大小与 int 相同的系统上。

【讨论】：