带符号整数的位移位重置太多

Question

请看下面的代码 sn-p，它基本上只是将 1 字节左移 24 位。

uint64_t i = 0xFFFFFFFF00000000;
printf("before: %016llX \n", i);
i += 0xFF << 24;
printf("after : %016llX \n", i);

// gives:
// before: FFFFFFFF00000000
// after : FFFFFFFEFF000000

最重要的 32 位是 FFFFFFFE（注意最后的 E）。这不像我预期的那样。我不明白为什么将 1 个字节左移 24 位会触及第 32 位（第 31 位应该是最后一个修改的）它将最后一个 F (1111) 更改为 E (1110)） .

为了使其正常工作，我使用了0xFF unsigned (0xFFU)。

uint64_t i = 0xFFFFFFFF00000000;
printf("before: %016llX \n", i);
i += 0xFFU << 24;
printf("after : %016llX \n", i);

// gives:
// before: FFFFFFFF00000000
// after : FFFFFFFFFF000000

为什么有符号整数 (0xFF) 的位移位触摸/重置太多了？

Answer 1

你左移到符号位。

整数常量0xFF 的类型为int。假设 int 是 32 位，则表达式 0xFF << 24 将设置为 1 的位移动到有符号整数触发 undefined behavior 的高位，在您的情况下表现为意外值。

这在C standard 的第 6.5.7p4 节中有详细说明：

E1 << E2 的结果是E1 左移E2 位位置；空出的位用零填充。如果E1 具有无符号类型，则结果的值为 E1×2^E2，以比结果类型中可表示的最大值多一个模数减少。如果E1 具有带符号类型和非负值，并且 E1×2^E2 在结果类型中是可表示的，那么这就是结果值；否则，行为未定义。

通过使用U 后缀，这使得常量具有unsigned int 类型，并且由于没有符号位，所以将设置为 1 的位移到高位是有效的。