C中的右左移位位

Question

我对 C 中的位移做了一个小测试，所有位移 0、8、16 位都可以，我明白发生了什么。

但是我不清楚的 32 位右移或左移，我正在做测试的变量是 32 位长。

然后，我更改了保存移位结果的 32 位变量，但 32 位右左移位是一样的！

这是我的代码：

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>

int main() {
    uint32_t code = 0xCDBAFFEE;

    uint64_t bit32R = code >> 32;
    uint16_t bit16R = code >> 16;
    uint8_t bit8R = code >> 8;
    uint8_t bit0R = code >> 0;

    uint64_t bit32L = code << 32;
    uint16_t bit16L = code << 16;
    uint8_t bit8L = code << 8;
    uint8_t bit0L = code << 0;

    printf("Right shift:\nbit32R %.16x\nbit16R %x\nbit8R %x\nbit0R %x\n\n",
           bit32R, bit16R, bit8R, bit0R);
    printf("Left shift:\nbit32L %.16x\nbit16L %x\nbit8L %x\nbit0L %x\n\n",
           bit32L, bit16L, bit8L, bit0L);
}

这是我得到的结果：

Right shift:
bit32R 00000000cdbaffee
bit16R 0
bit8R cdba
bit0R ff

Left shift:
bit32L 00000000cdbaffee
bit16L 0
bit8L 0
bit0L 0

Process returned 61 (0x3D)   execution time : 0.041 s
Press any key to continue.

Answer 1

将整数右移等于或大于其大小的位数是未定义的行为。

C11 6.5.7 移位运算符

语法

shift-expression: additive-expression
    shift-expression << additive-expression
    shift-expression >> additive-expression

约束

每个操作数都应该是整数类型。

语义

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的类型。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。

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，比结果类型中可表示的最大值减一模。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。

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

您平台上int 的大小似乎最多为32 位，因此bit32R 和bit32L 的初始化程序具有未定义的行为。

64位表达式应该写成：

uint64_t bit32R = (uint64_t)code >> 32;

和

uint64_t bit32L = (uint64_t)code << 32;

此外，printf 中使用的格式对于传递的参数不正确（除非int 有 64 位，这会产生不同的输出）。

您的编译器似乎不完全符合 C99，您应该在 main() 函数体的末尾添加最终的 return 0; 语句。

这是一个更正的版本：

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>

int main(void) {
    uint32_t code = 0xCDBAFFEE;

    uint64_t bit32R = (uint64_t)code >> 32;
    uint16_t bit16R = code >> 16;
    uint8_t bit8R = code >> 8;
    uint8_t bit0R = code >> 0;

    uint64_t bit32L = (uint64_t)code << 32;
    uint16_t bit16L = code << 16;
    uint8_t bit8L = code << 8;
    uint8_t bit0L = code << 0;

    printf("Right shift:\n"
           "bit32R %.16"PRIx64"\n"
           "bit16R %"PRIx16"\n"
           "bit8R %"PRIx8"\n"
           "bit0R %"PRIx8"\n\n",
           bit32R, bit16R, bit8R, bit0R);

    printf("Left shift:\n"
           "bit32L %.16"PRIx64"\n"
           "bit16L %"PRIx16"\n"
           "bit8L %"PRIx8"\n"
           "bit0L %"PRIx8"\n\n",
           bit32L, bit16L, bit8L, bit0L);

    return 0;
}

输出是：

Right shift:
bit32R 0000000000000000
bit16R cdba
bit8R ff
bit0R ee

Left shift:
bit32L cdbaffee00000000
bit16L 0
bit8L 0
bit0L ee

这可能不是您所期望的，因为变量的类型有些不一致。

Answer 2

一个问题是您使用%x 打印一个64 位整数。您应该为每个变量使用正确的格式说明符。有可用的宏：

#define __STDC_FORMAT_MACROS
#include <inttypes.h>

// ...

printf("64 bit result: %" PRIx64 "\n", bit32R);
printf("16 bit result: %" PRIx16 "\n", bit16R);
printf("8 bit result: %" PRIx8 "\n", bit8R);

更多信息可以在here找到。

Answer 3

你没有在那里做 64 位左移，因为代码是 uint32_t，所以编译器使用 32 位版本的运算符。此外，您应该告诉 print 使用 long long（与 uint64_t 相同）

#include <cstdint>
#include <stdio.h>
int main ()
{
uint32_t code = 0xCDBAFFEE;


uint64_t bit32R=((uint64_t)code)>>32;
uint16_t bit16R=code>>16;
uint8_t bit8R=code>>8;
uint8_t bit0R=code>>0;

uint64_t bit32L=((uint64_t)code)<<32;
uint16_t bit16L=code<<16;
uint8_t bit8L=code<<8;
uint8_t bit0L=code<<0;


printf("Right shift:\nbit32R %llx\nbit16R %x\nbit8R %x\nbit0R %x\n\n", bit32R,bit16R,bit8R,bit0R);
printf("Leftt shift:\nbit32L %llx\nbit16L %x\nbit8L %x\nbit0L %x", bit32L,bit16L,bit8L,bit0L);
}

结果是：

Right shift:
bit32R 0
bit16R cdba
bit8R ff
bit0R ee

Leftt shift:
bit32L cdbaffee00000000
bit16L 0
bit8L 0
bit0L ee

如果你有 C99 兼容的编译器，你应该使用 inttypes.h 中定义的宏，遗憾的是有些平台没有这些定义。 printf 的格式描述符取决于平台。