C 中不同 int 宽度的位运算符是否定义明确？

Question

我想确定我理解如果两个不同宽度的整数相互按位或运算会发生什么。最明智的选择是用零填充较小的那个。我写了一个小程序来测试一下。

看看这个示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>

int main(void)
{
    uint32_t foo = 0x00000000;
    uint8_t bar = 0xFF;
    printf("%"PRIu32"\n", (foo | bar));
    printf("%"PRIu32"\n", (bar | foo));
}

如果我的猜测是正确的，我应该会得到两次 255。当我运行它时，我得到了

255
255

这是可以安全依赖的预期和明确定义的行为吗？是否有一个链接解释了具有不同 int 宽度的位操作的所有行为？

Answer 1

根据C11 标准，第 §6.5.12 章，按位包含 OR 运算符

每个操作数都应该是整数类型。

和

对操作数执行通常的算术转换。

所以，按位运算应该没问题。

但是，在 printf() 的情况下，%d 需要 int 参数并且您提供 unsigned int 值。那是undefined behavior。

您可以使用PRIu32 宏从inttypes.h 打印uint32_t。

Answer 2

您的代码在幕后做了一些与您可能预期不同的事情：

uint32_t foo = 0x00000000;
uint8_t bar = 0xFF;
printf("%zu\n", (foo | bar));

假设uint32_t 类型在您的系统上是unsigned int。在这种情况下，表达式(foo | bar) 由编译器按以下方式处理：

• 首先，bar 被更改（提升）为类型 int（称为整数提升的过程） - 这根本不会改变其 255 的数学值。
• 然后，生成的int 被转换为unsigned int，因为| 的另一个参数是unsigned int 类型。同样，数学值没有任何变化，它仍然是 255。
• 最后，如您所料，结果是 255，它的类型为 unsigned int。

你可以看看的相关主题是C对整数提升和隐式转换规则的处理。