右操作数为负时按位移位运算符的行为答案

【问题标题】：Behavior of bitwise shift operators when right operand is negative右操作数为负时按位移位运算符的行为
【发布时间】：2015-09-14 13:54:41
【问题描述】：

在 C 和 C++ 中，如果在使用 >> 和 <<（右移和左移运算符）时右操作数为负数，则程序的行为未定义。考虑以下程序：

#include <iostream>
int main()
{
    int s(9);
    std::cout<<(s<<-3);
}

g++ 给出以下警告：

[Warning] left shift count is negative [enabled by default]

MSVS 2010 给出以下警告：

warning c4293: '<<' : shift count negative or too big, undefined behavior

现在我很好奇 Java 和 C# 中发生了什么？

我试过以下程序

class left_shift_nagative
{
    public static void main(String args[])
    {
        int a=3;
        System.out.println(a<<-3);
        System.out.println(a>>-3);
    }
}

计划结果：

1610612736
0

轮到C#了：

namespace left_shift_nagative
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int s = 3;
            Console.WriteLine(s << -3);
            Console.WriteLine(s >> -3); 
        }
    }
}

输出：

1610612736
0

输出 1610612736 是怎么来的？这里发生了什么？ Java 语言规范 (JLS) 和 C# 语言规范或标准对此有何评论？在 Java 和 C# 中给出负移位计数时，> 运算符如何工作？使用右移时如何得到输出 0？我真的很困惑。

【问题讨论】：

它使用位。如果您检查 -3 位，它就像.... 1101。点很多1111 1111 1111 向右移动会将0011 移动到0000，因为在那之后它不能做任何事情。
我刚刚在这里阅读了 Eric Lippert 的一篇文章。 #8 提到了移位运算符。 informit.com/articles/article.aspx?p=2425867.

标签： java c# c++ bitwise-operators bit-shift

【解决方案1】：

我将回答 Java 部分（不能代表 C#，但可能是一样的）。

移位运算符>> 和<< 在JLS section 15.19 中定义。引用（强调我的）：

如果左侧操作数的提升类型是 int，则只有右侧操作数的五个最低位用作移位距离。就好像右手操作数受到按位逻辑与运算符 & (§15.22.1) 的影响，掩码值为 0x1f (0b11111)。 因此实际使用的移位距离始终在 0 到 31 的范围内，包括 0 到 31。

因此，当您移位 -3 时，就如同您移位 -3 & 0x1f，即 29（仅使用右侧操作数的最低五位）。

a << -3 的结果则为2^29 * a；对于a = 3，这是1610612736。
a >> -3 的结果则为floor(a / 2^29)；对于a = 3，这是0。

注意，当左操作数的提升类型是long，而不是int时，使用的掩码值为0x3f（仅使用右手操作数的最低六位） .

【讨论】：

【解决方案2】：

对于 C#

来自 C# 规范第 7.9 节 -

对于预定义的运算符，要移位的位数计算如下：

当x的类型为int或uint时，移位计数由count的低5位给出。换句话说，移位计数是从count & 0x1F 计算出来的

当x的类型为long或ulong时，移位计数由count的低6位给出。换句话说，班次计数是从count & 0x3F 计算出来的

这意味着忽略移位的符号。事实上，正如 Jon Skeet 在注释规范中指出的那样，由于规范定义的位掩码，以下代码将在 i == 31 之后换行。

for (int i = 0; i < 40; i++)
{
    Console.WriteLine(int.MaxValue >> i);
}

【讨论】：