计数超出类型宽度时右移:未定义行为
在 C 中,右移运算符 (>>) 执行逻辑或整数的算术移位运算。虽然此运算符的行为通常是明确定义的,但在某些条件下可能会导致未定义的行为。
其中一个条件是移位计数超过要移位的类型的宽度。 C 标准明确指出“如果右操作数为负数,或者大于或等于提升的左操作数的位长度,则行为未定义。”
这意味着将整数移位一个计数大于或等于其位宽的值是未定义的,无论操作数是有符号还是无符号。从理论上讲,这意味着这种转变的结果是无法保证的,并且可能因不同的实现而异。
但是,在实践中,某些编译器可能会在这种情况下实现特定的行为。例如,当移位计数超过类型宽度时,GCC 会发出警告,但不会引发错误。此行为在 C 标准中没有明确定义,并且在不同平台上可能有所不同。
在提供的代码片段中,执行无符号整数右移 34:
<code class="cpp">unsigned int val = 0x0FFFFFFF; unsigned int res = val >> 34;</code>
根据 C 标准计算的结果应该为 0,因为移位计数大于 unsigned int 类型的宽度(通常为 32 位)。然而,GCC 会发出警告,并将结果计算为 67108863。
出现这种差异是因为 GCC 正在针对这种未定义的情况实现特定行为。生成的汇编代码使用 SHRL 指令,该指令执行逻辑右移并且不对结果进行符号扩展。因此,结果不是零,而是一个非零值。
因此,在 C 中使用移位操作时,确保移位计数不超过类型的宽度至关重要被转移。超过类型宽度可能会导致跨不同编译器和平台的未定义行为和不可靠的结果。
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