C问题中的无符号整数右移：移位~0时空位不为0？答案

【问题标题】：Right Shifting Unsigned Integers in C Issue: Vacated Bits Not 0 When Shifting ~0?C问题中的无符号整数右移：移位~0时空位不为0？
【发布时间】：2018-01-07 04:36:54
【问题描述】：

据我了解，当将 C 中的无符号整数右移多个位置时，左侧的空位将被零填充。

但是，我一直在尝试右移 ~0（即 1111...1111），但完全没有成功。尝试将其右移任意数量的位置都会产生相同的值，除非我在移位之前将整数存储在变量中：

#include <stdio.h>

int main() {

    // Using an expression:
    printf("%u \n", ~0);
    printf("%u \n", ~0 >> 2);
    unsigned int temp = ~0;
    // Using a variable to store the value before shift:
    printf("%u \n", temp);
    printf("%u \n", temp >> 2);

    return 0;

}

输出：

以任何一种方式执行左移 ~0 都非常好。我不确定这里发生了什么。

【问题讨论】：

printf("%u \n", ~0); 是 ub，0 是 int 文字。
~0 的类型为 int。使用%u 格式打印它会产生未定义的行为。

标签： c bit bit-shift kernighan-and-ritchie

【解决方案1】：

表达式0 的类型是int，而不是unsigned int。因此，~0 是 int，其值为 0xffffffff（假设是 32 位 ints，看起来像您拥有的那样）。在大多数系统上，这意味着-1，右移一个有符号整数将符号扩展（如果它开始为负，则保持为负），再次给出0xffffffff。

当您使用%u 打印它时，printf 函数将这个带有值-1 的签名int 读取为unsigned int，并打印0xffffffff 对unsigned int 的含义。

请注意，所有这些都是大多数系统中大多数时间发生的事情。这有多个未定义或实现定义的行为实例（负ints 的位模式，右移负ints 的作用，以及%u 格式说明符在您传入int 时的含义unsigned int)。

【讨论】：

【解决方案2】：

~0U >> 2

这将确保它是未签名的。否则你已经签署了操作。

整型文字总是int 类型（签名int）。现在，当您左移时，它是符号扩展的。

%u 需要无符号整数。您已将签名的 int 传递给它。这是未定义的行为。

【讨论】：

【解决方案3】：

以下提议的代码更正了 OPs 代码并解决了问题的 cmets，包括删除未定义的行为。

#include <stdio.h>

int main( void )
{
    // Using an expression:
    printf("%u \n", ~0U);
    printf("%u \n", ~0U >> 2);
    unsigned int temp = ~0U;
    // Using a variable to store the value before shift:
    printf("%u \n", temp);
    printf("%u \n", temp >> 2);

    return 0;
}

输出是：

【讨论】：