使用按位移位运算符进行奇怪的相等检查答案

【问题标题】：Strange equality check using bitwise shift operators使用按位移位运算符进行奇怪的相等检查
【发布时间】：2012-12-19 11:44:58
【问题描述】：

#include <stdio.h>

int foo(int a, int b)
{
        return ((a>>= b<<= a) ? 1 : 0);
}

void bar(int x, int y)
{
        printf("%d,%d: %s\n",x, y, (foo(x,y) ? "Equal" : "Not Equal"));
}

int main()
{
        bar(0,1);
        bar(4,4);
        bar(3,2);
        bar(9,9);
        bar(-2,-2);
        bar(-8,8);
        return 0;
}

上述程序的输出是

0,1: Not Equal
4,4: Equal
3,2: Not Equal
9,9: Equal
-2,-2: Equal
-8,8: Equal

您能帮我理解foo() 函数中的平等检查 是如何工作的吗？为什么当一个论点是肯定的而另一个是否定的时它会失败？函数foo() 中的解决方法是什么可以正确显示所有情况下的结果，即所有否定和肯定参数？

编辑：从下面的答案中，其他值的结果是：

70,72: Equal
-2,-2: Equal
64,64: Equal
128,32: Equal
256,250: Not Equal
250,256: Equal
-250,-256: Equal

请解释一下，为什么这种相等性检查适用于某些值集，而不适用于其他值集。里面发生了什么？

【问题讨论】：

标签： c++ c linux operators bit-manipulation

【解决方案1】：

这不是相等检查（从结果中可以清楚地看到），这是一个赋值：

a = ( a >> ( b = b << a ) );  //results in UB for negatives

相等性检查很简单

a == b;

【讨论】：

但是，如果它是简单的分配，那么foo() 如何能够正确输出所有正输入？（上面有问题的示例输出）
@Manav 巧合？你为什么要这个？普通的旧 == 有什么问题？
foo() 似乎与个位数数字完美搭配 :)
@Manav：如果左移溢出，表达式只能返回 1，在这种情况下行为未定义。如果您尝试不会导致溢出的一位数 (0,1,2,3)，那么您应该会发现 foo(2,2) 返回 0。

【解决方案2】：

为什么当一个论点是肯定的而另一个是否定的时它会失败？函数 foo() 中的解决方法是什么可以正确显示所有情况下的结果，即所有否定和肯定参数？

答案在于 C99 标准（ISO C99：6.5.7 位移位运算符）：

/4. E1 << E2 的结果是E1 左移E2 位位置；空出的位被填充零。如果E1 有无符号类型，则结果的值为E1 × 2E2，减少模比结果类型中可表示的最大值大一。如果E1 有一个签名类型和非负值，E1 × 2E2 可以在结果类型中表示，那么就是结果值；否则，行为未定义。

所以foo(-2,-2) 是未定义的行为。

/5。 E1 >> E2 的结果是 E1 右移 E2 位位置。如果E1 具有无符号类型或者如果E1 具有带符号类型和非负值，则结果的值是整数 E1 / 2E2 商的一部分。如果E1 具有带符号类型和负值，则结果值是实现定义的。

所以foo(-8,8) 是实现定义的。

【讨论】：

@Manav ：这也是未定义的行为，因为移动的位数超过实际占用的位数，行为未定义

【解决方案3】：

尝试更多值：

1,0: Equal
0,0: Not Equal
1,1: Not Equal
2,2: Not Equal
3,3: Not Equal

表明它根本不是平等检查。

表达式具有未定义的行为，因为它对a 执行了两次未排序的修改。如果我们假设您的编译器评估它就好像在左移之后有一个序列点，即

b <<= a;
a >>= b;
return a ? 1 : 0;

那么很容易看出，除非b 为零，否则它总是返回零，除非左移溢出，在这种情况下，行为再次未定义。

【讨论】：