我正在通过将一些 C++ 函数移植到 .NET 的 BigInteger 来独立研究位移。我注意到当我移动 BigInteger 时，空白被填充了。
我相信这与以二进制补码形式存储的负数有关。
BigInteger num = -126;
compactBitsRepresentation = (uint)(int)(num << 16);
这是移位后发生的事情（最高有效位在前）
10000010 will be shifted 16
11111111100000100000000000000000 was shifted 16
我应该总是期望类似的位移操作以这种方式起作用吗？这是否与 OpenSSL 等“bigNumber”的不同语言和实现一致？
【问题讨论】：
标签： c++ .net biginteger bit-shift twos-complement
来自BigInteger.LeftShift operator docs：
与整数基元的按位左移操作不同， LeftShift 方法保留原始 BigInteger 值的符号。
所以 .NET 可以保证您看到的行为。
我对 bignum 库不太熟悉，但 OpenSSL 的 BIGNUM BN_lshift()` 函数的文档说：
BN_lshift()将 a 左移 n 位并将结果放入 r ("r=a*2^n")。BN_lshift1()将 a 左移一位并将结果放入 r ("r=2*a")。
由于该操作是根据乘以 2 的幂来定义的，如果将生成的 BIGNUM 转换为二进制补码（我不知道 BIGNUM 如何在内部表示数字），那么您将看到与 .NET 类似的行为.
如果其他 bignum 库的行为类似，我不会感到惊讶，但如果您想依赖这些行为，您确实需要查看文档。但是，由于移位与乘以或除以 2 的幂非常相似，因此您可以通过使用适当的乘法或除法而不是移位来获得“可移植”行为。那么您需要确保的就是您可以转换为二进制补码表示（这是一个真正独立于移位操作行为的问题）。
【讨论】：
我应该总是期望类似的位移操作以这种方式起作用吗？
如果有问题的数字格式使用二进制补码来表示负数（很多都这样做），您应该这样做。为了形成一个数字的二进制补码，您将所有位反转并加一，例如：
23 is represented as 00010111
-23 is represented as 11101001 (that is, 11101000 + 1)
此外，当您将一个类型转换为更大的类型时，该值通常是符号扩展的，即最左边的位被扩展为更大类型中的额外位。这保留了数字的符号。
所以是的，数字表示用 1 来“填充”数值是很常见的。
【讨论】：
10000010 先改成更大的宽度。在这种情况下，4 个字节：
10000010 --> 11111111 11111111 11111111 10000010
你在左边得到 1，因为数字是负数。
现在左移只是从右边插入 0 并从左边抛出位：
11111111 11111111 11111111 10000010 << 16 -->
11111111 10000010 00000000 00000000
【讨论】：