c中的位操作会产生意想不到的结果答案

【问题标题】：bit manipulation in c giving unexpected resultsc中的位操作会产生意想不到的结果
【发布时间】：2014-03-25 18:09:56
【问题描述】：

我有这个程序：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    unsigned char unit_id[] = { 0x2B, 0xC, 0x6B, 0x54}; // 8-bit (1 byte)
    unsigned long long int unit_id_val; //64-bit (8 bytes)
    int i;

    // loops 4 times
    for(i=0;i<sizeof(unit_id)/sizeof(char);i++){
      unit_id_val |= unit_id[i] << (8 * i);
    }

    printf("the unit id is %llu\n", unit_id_val);
    return 0;
}

十六进制到二进制的转换：

0x2B = 00101011
0xC  = 00001100
0x6B = 01101011
0x54 = 01010100

unit_id_val 为 8 个字节（我在下面为 unit_id_val 使用 5 个字节以简化事情）

1) 第一次迭代 8*0=0 所以不会发生左移：

00101011 = 00101011 << 0
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 |= 00101011

所以结果应该是：

00000000 00000000 00000000 00000000 00101011

2) 第二次迭代 8*1=8，所以将 unsigned char 0xC 的所有位左移 8：

00000000 = 00101011 << 8
00000000 00000000 00000000 00000000 00101011 |= 00000000

所以结果应该是：

00000000 00000000 00000000 00000000 00101011

3) 第三次迭代 8*2=16，因此将 unsigned char 0x6B 的所有位左移 16：

00000000 = 01101011 << 16
00000000 00000000 00000000 00000000 00101011 |= 00000000

所以结果应该是：

00000000 00000000 00000000 00000000 00101011

4) 第四次迭代 8*3=24，因此将 unsigned char 0x54 的所有位左移 32：

00000000 = 01010100 << 32
00000000 00000000 00000000 00000000 00101011 |= 00000000

所以结果应该是：

00000000 00000000 00000000 00000000 00101011

00101011 是 43

但是当你运行这个程序时，你会得到

1416301611

这是二进制：

00010100 00010110 00110000 00010110 00010001

我不明白这里的一些东西。我通过在评估左移运算符

【问题讨论】：

和 by 32 和 << 32?
一个printf("%x\n", unit_id[i] << (8 * i)); 被扔进循环会告诉你你的假设在哪里是错误的。

标签： c bit-manipulation

【解决方案1】：

00000000 = 00101011 << 8

好的，首先你的第二个元素是0x0C（即二进制00001100而不是00101011），所以你实际上是在做：

(unsigned char) 0x0C  << 8

并且这个表达式的结果不是0而是0x0C00，因为按位<<运算符对其左操作数进行整数提升，所以它实际上等价于：

(int) (unsigned char) 0x0C << 8

【讨论】：

@JohnMerlino 不，<< 表达式的结果类型是提升后的左操作数的类型。所以这里unit_id[i] << (8 * i) 的类型是int，而不是unsigned char。

【解决方案2】：

您永远不会初始化unit_id_val，然后您将|= 移位的字节值放入其中，因此未初始化值中碰巧设置的任何位仍将被设置，因此您的输出看起来像随机垃圾。添加

unit_id_val = 0;

在你的循环之前。

此外，每当您在 C 中执行任何操作时，操作数总是会通过标准转换进行转换。特别是，这意味着任何小于int 的整数类型都将首先转换为int。所以即使unsigned char只有8位，当你做unit_id[i] << (8 * i)时，unit_id[i]的8位值将在移位前转换为int（在你的机器上大概是32位）。没有办法对小于 C 中的 int 的整数进行任何类型的计算——即使你强制转换它们，它们也会被隐式转换回 int。

【讨论】：

“垃圾”或“垃圾”可能不够苛刻。在安腾上，你可能会得到signaling_not_a_value，所以你不能读它（只适用于寄存器）！！

【解决方案3】：

看到这一行

unit_id_val |= unit_id[i] << (8 * i);
unit_id_val = unit_id_val | unit_id[i] << (8 * i);

问题是您使用的变量仅声明但未初始化，我们知道在 c 中未初始化的变量默认值为垃圾或垃圾。所以每次毫无疑问你都会得到一些不可预测的价值。

【讨论】：