負の数値の左シフトが C では定義されていないのに、C では (注意事項付きで) 定義されているのはなぜですか?

C では負の値の左シフトが定義されていないのに、C では明確に定義されているのはなぜですか?

ISO C99 と C 標準では異なる動作が指定されています負の値に対する左シフト演算の場合。 C では、負の値をシフトすると、ISO C99 標準セクション 6.5.7/4 に従って未定義の動作 (UB) が呼び出されます。これは、定義が非負の値の結果のみを明確に示しており、負の値の動作が未定義のままであるためです。

ただし、ISO C -03 標準 (セクション 5.8/2) では、符号付き型の動作が明示的に定義されています。 。シフトされた値が結果の型内で表現できる場合は、その値が返されます。それ以外の場合、未定義の動作が呼び出されます。

負の左シフトで未定義の動作が発生するのはなぜですか?

左シフト演算の ISO C99 定義では、何が起こるかが指定されていません。シフトすると上位ビットは負の値になります。これにより、何を行うかを決定するのは実装に任され、異なる結果または不正確な結果が生じる可能性があります。コンパイラ間で一貫した動作を確保するために、未定義の動作がデフォルトです。

右シフトの実装定義の動作が負の値になるのはなぜですか?

左シフト演算とは対照的に、右シフト演算は左からの切り捨てを処理する必要はありません。その結果、実装では負の値に対する一貫した動作を定義することが容易になります。この動作はコンパイラとシステムによって異なりますが、通常は算術 (C の符号付き右シフトに似ています) または論理 (結果がゼロ) のいずれかです。

結論

C と C で負の値に対する左シフト演算と右シフト演算の動作が異なる理由は、主に実装の容易さによるものです。右シフトはそれほど複雑にすることなく負の値に対して一貫して定義できますが、左シフトはビットを切り詰めるか、移植不可能な結果を​​指定する必要があり、これによりコンパイラ間で一貫性のない動作が発生します。

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