是否定义了对有符号整数进行按位运算的结果？

Question

我知道有>>符号整数的行为可能与实现有关（特别是当左操作数为负时）。怎么样的人：~，>>，&，^，|？当他们的操作数有符号内建类型（整数short，int，long，long long），都将结果保证是相同的（中位含量），好像他们的类型是无符号的？

Answer 1

对于负操作数，<<具有未定义的行为，其结果>>是实现定义的（通常为“算术”右移）。<<并且>>在概念上不是按位运算符。它们是算术运算符，等同于对其明确定义的操作数乘以2或乘以适当的幂。

对于真正的位运算符^，~，|，和&，它们在（可能促进）类型操作数的值的位表示操作。对于带符号表示形式的每个可能选择（二进制补码，1补码或符号幅度），其结果都得到了很好的定义，但在后两种情况下，如果实现将“负零”视为实现，则结果可能是陷阱表示形式表示为陷阱。就我个人而言，我几乎总是将无符号表达式与按位运算符一起使用，以使结果在值（而非表示形式）方面100％定义明确。

最后，请注意，此书面答案仅适用于C.C和C ++是非常不同的语言，尽管我不太了解C ++，但我理解它在某些方面可能与C有所不同。

Answer 2

• <<负值向左移动具有不确定的行为；

• >>负值的右移给出了实现定义的结果；

• 的结果&，|和^运营商在值的按位表示来定义的。允许用C表示负数的三种可能性：二进制补码，二进制补码和符号幅度。当这些运算符用于负值时，实现所使用的方法将确定数值结果。

请注意，带符号位1和所有值位为零的值（用于二进制补码和符号幅度），或带符号位和所有值位为1的值（对于1的补码）被明确允许为陷阱表示，在这种情况下如果您对这些运算符使用了会生成此类值的参数，则行为是不确定的。

Answer 3

C89标准根据位位置定义了左移带符号数字的行为。如果有符号和无符号类型都没有填充位，则无符号类型所需的行为，再加上正符号类型与无符号类型共享相同表示的要求，将意味着符号位紧靠最高有效位的左侧。 。

在C89中，对于没有填充位的二进制补码实现，-1 << 1为-2，对于没有填充位的二进制补码实现为-1 << 1。如果存在任何没有填充位的符号幅度实现，则-1 << 1将等于2。

C99标准将负值的左移更改为“未定义行为”，但是从原理上没有任何线索可以说明原因（甚至根本没有提及更改）。C89要求的行为在某些补码实现中可能不理想，因此允许这些实现自由选择更好的东西是有意义的。我没有证据表明该标准的作者并不打算让质量为2的补码实现继续提供C89所要求的相同行为，但是不幸的是，他们实际上并未这么说。