执行左移 32 位时出现意外输出

Question

当我对一个十六进制进行左移时，我得到 -1 作为输出，代码如下：

unsigned int i,j=0;
i= (0xffffffff  << (32-j));
printf("%d",i);

同样，当我将移位值更改为 32 时，输出为 0，但我从编译器收到警告为 (left shift count >= width of type)

unsigned int i,j=32;
i= (0xffffffff  << (32));
printf("%d",i);

我期望两种情况下的结果相同（即 0），但我很困惑为什么在情况 #1 中显示错误的输出，而在情况 #2 中结果是正确的，但编译器会发出警告！

结果在 32 位和 64 位 x86 机器上是相同的。

有人能解释一下上面的结果吗？

Answer 1

在 32 位整数上留下 32 或更大是未定义的行为。这就是错误所在。

C11 6.5.7 移位运算符

对每个操作数执行整数提升。结果的类型是 提升的左操作数。如果右操作数的值为负数或大于或等于提升的左操作数的宽度，则行为未定义。

Answer 2

将 32 位变量移位 32 会产生未定义的行为。

这是VS-2013编译器生成的程序集：

    int n = 0;
mov         dword ptr [n],0  
    int a = 0xFFFFFFFF << 32;
mov         dword ptr [a],0  
    int b = 0xFFFFFFFF << (32-n);
mov         ecx,20h  
sub         ecx,dword ptr [n]  
or          eax,0FFFFFFFFh  
shl         eax,cl  
mov         dword ptr [b],eax  

如您所见，事实上发生的是：

• 当您移动常数值 32 时，编译器只需将结果设置为 0
• 当您按变量移位时（例如32-n 和n==0），编译器使用shl

shl 的实际结果取决于该操作在底层架构中的实现。在您的处理器上，它可能需要第二个操作数以 32 为模，因此第一个操作数移动 0。

同样，上面的描述不是由标准规定的，所以它实际上取决于使用的编译器。