意外的宏观评估

Question

为什么会打印ffffffff？

#define MYMACRO(n) (((uint16_t)0 - 1) >> (16 - (n)))
std::cout << std::hex << MYMACRO(1);

虽然这会打印 1?

#define MYMACRO(n) (((uint32_t)0 - 1) >> (32 - (n)))
std::cout << std::hex << MYMACRO(1);

我用 GCC 和 cpp.sh 尝试过。

Answer 1

解释在type-promotion-in-c。

（§6.3.1.1 布尔值、字符和整数）：

如果一个int可以表示原始类型的所有值，则将该值转换为一个int； ...这些被称为整数促销。 整数提升不会改变所有其他类型。

因此，对于您的第一种情况，((uint16_t)0 - 1) 被转换为 int 以满足减法的需要。那么右移操作是算术右移而不是逻辑右移。

Answer 2

Integral Promotions 发生在 C++ 中。尽管如此，实际测试这些表达式对于了解幕后发生的事情并不是一个坏主意......

#include <typeinfo>
#include <iostream>
#include <boost/type_index.hpp>
using namespace std;

int main(){
#define MYMACRO(n) (((uint16_t)0 - 1) >> (16 - (n)))
    std::cout << std::hex << MYMACRO(1);

    std::cout << "\n-----\n";
#undef MYMACRO
#define MYMACRO(n) (((uint32_t)0 - 1) >> (32 - (n)))
    std::cout << std::hex << MYMACRO(1);

    std::cout << "\n--++++--\n";
    std::cout << boost::typeindex::type_id<decltype((uint16_t)0)>().pretty_name() << std::endl;
    std::cout << boost::typeindex::type_id<decltype((uint16_t)0 - 1)>().pretty_name() << std::endl;    
    std::cout << boost::typeindex::type_id<decltype((uint32_t)0 - 1)>().pretty_name() << std::endl;
}

移位运算符之后的表达式的 integer 类型在我们的例子中是不相关的。从上述程序的输出可以看出Live On Coliru

ffffffff
-----
1
--++++--
unsigned short
int
unsigned int

总结如下：

• 子表达式：(uint16_t)0 在大多数平台上通常会产生unsigned short

• 表达式：(uint16_t)0 - 1 产生int 的类型；因为整数提升规则。 1 是 int 类型的整数常量

• 表达式：(uint32_t)0 - 1) 产生unsigned int 的类型；还是因为usual arithmetic conversions。 unsigned int 被认为大于 int