c语言中的左移运算符（<<）答案

【问题标题】：left shift operator (<<) in c programing languagec语言中的左移运算符（<<）
【发布时间】：2022-11-03 01:42:24
【问题描述】：

我正在学习使用 C 进行位操作。在编写将二进制转换为十进制的程序时遇到了一个问题，尤其是在程序的 for 循环中。以下是我的代码：

unsigned int binary_to_uint(const char *b)
{
    unsigned int result = 0;
    int i, len;
    if (!b)
        return (0);
    len = strlen(b);
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        if (b[i] == '1')
        {
            result += 2 << (i-1); /*where my issue is*/
        }
        else if (b[i] == '0')
            continue;
        else
            return (0);
    }
    return (9);
}

我尝试调试，我意识到我的问题源于如果陈述

因此，我对如果* 陈述：

int main() {
    // Write C code here
    int i = 0;
    printf("result of 2 << (%d - 1): %d\n", 2 << (i - 1));
    printf("result of 2 << (0 - 1): %d", 2 << (0 - 1));

    return 0;
}

在第一个 printf 中，显示2 << (0 - 1) 的结果：0在控制台中，而在第二个 printf 中，显示2 << (0 - 1) 的结果：1在控制台中。我的期望是两个 printf 应该显示完全相同的东西，即2 << -1 是 1，然而事实并非如此。有人可以帮我了解发生了什么。为什么使用变量 i 将移位运算符的结果更改为 0？

【问题讨论】：

printf("result of 2 << (%d - 1): %d\n", 2 << (i - 1)); 有两个格式说明符，但只有一个参数。

标签： c bit-manipulation

【解决方案1】：

<< 或 >> 运算符的右侧操作数必须为非负数。对此操作数使用负值会触发undefined behavior。因此，您不能使用负值向相反方向移动。

这在C standard 的第 6.5.7p3 节中有详细说明：

对每个操作数执行整数提升。类型结果是提升的左操作数的结果。如果值右操作数为负数或大于等于宽度在提升的左操作数中，行为未定义。

在您的特定情况下，未定义的行为表现为将 i-1 和 0-1 用于正确的操作数之间的不同结果。

不是将2 移动i-1 位置，而是将1 移动i 位置：
result += 1 << i; 

【讨论】：

【解决方案2】：

如果b[i] 等于1，那么您需要使用len - i - 1 移动1u

    if (b[i] == '1')
    {
        result += 1u << len - i - 1;
    }

【讨论】：