Warum ist die Linksverschiebung negativer Zahlen in C undefiniert, aber (mit Einschränkungen) in C definiert?

Warum ist die Linksverschiebung bei negativen Werten in C undefiniert, aber in C wohldefiniert?

Der ISO C99- und C-Standard spezifizieren ein unterschiedliches Verhalten für Linksverschiebungsoperationen bei negativen Werten. In C führt das Verschieben eines negativen Werts zu undefiniertem Verhalten (UB) gemäß ISO C99-Standard Abschnitt 6.5.7/4. Dies liegt daran, dass die Definition das Ergebnis nur für nichtnegative Werte klar angibt, während das Verhalten für negative Werte undefiniert bleibt.

Der ISO C-03-Standard (Abschnitt 5.8/2) definiert jedoch explizit das Verhalten für vorzeichenbehaftete Typen . Wenn der verschobene Wert innerhalb des Ergebnistyps dargestellt werden kann, wird er zurückgegeben. Andernfalls wird undefiniertes Verhalten aufgerufen.

Warum ist das Verhalten für die Linksverschiebung bei Negativen undefiniert?

Die ISO C99-Definition der Linksverschiebungsoperation gibt nicht an, was passiert wobei die höherwertigen Bits beim Verschieben einen negativen Wert haben. Dies überlässt es der Implementierung, zu entscheiden, was zu tun ist, was zu unterschiedlichen oder falschen Ergebnissen führen kann. Um ein konsistentes Verhalten über alle Compiler hinweg sicherzustellen, ist undefiniertes Verhalten die Standardeinstellung.

Warum handelt es sich bei der Rechtsverschiebung bei Negativen um ein durch die Implementierung definiertes Verhalten?

Im Gegensatz zur Linksverschiebungsoperation , muss sich der Rechtsverschiebungsvorgang nicht mit einer Kürzung von links befassen. Dadurch ist es für Implementierungen einfacher, ein konsistentes Verhalten für negative Werte zu definieren. Dieses Verhalten kann je nach Compiler und System variieren, ist aber normalerweise entweder arithmetisch (ähnlich der vorzeichenbehafteten Rechtsverschiebung in C) oder logisch (das Ergebnis ist Null).

Schlussfolgerung

Der Grund für das unterschiedliche Verhalten von Links- und Rechtsverschiebungsoperationen bei negativen Werten in C und C liegt größtenteils in der einfachen Implementierung. Die Rechtsverschiebung kann ohne nennenswerte Komplexität konsistent für negative Werte definiert werden, während die Linksverschiebung entweder Bits abschneiden oder ein nicht portierbares Ergebnis angeben muss, was zu inkonsistentem Verhalten bei allen Compilern führen würde.

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