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经过艰苦的学习，我尝试在 x86 机器上将 a 左移到 32 位long long以上。我隐约记得在某处读过比 32 位机器移位运算符仅在前 32 位上工作但无法回忆来源。我想知道在 x86 机器上移动超过 32 位的 uint64_t 整数是否是未定义行为？uint64_t0

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5 回答 5

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标准说（n1570 中的 6.5.7）：

3 对每个操作数执行整数提升。结果的类型是提升的左操作数的类型。如果右操作数的值为负数或大于或等于提升的左操作数的宽度，则行为未定义。

4 E1 << E2的结果是E1左移E2位；空出的位用零填充。如果 E1 具有无符号类型，则结果的值为 E1 × 2 E2，比结果类型中可表示的最大值多模一减少。如果 E1 有带符号类型和非负值，并且 E1 × 2 E2在结果类型中是可表示的，那么这就是结果值；否则，行为是未定义的。

5 E1 >> E2 的结果是 E1 右移 E2 位位置。如果 E1 具有无符号类型或 E1 具有有符号类型和非负值，则结果的值是 E1 / 2 E2的商的整数部分。如果 E1 具有带符号类型和负值，则结果值是实现定义的。

移位uint64_t小于 64 位的距离完全由标准定义。

由于long long必须至少为 64 位long long，如果结果不溢出，则移位小于 64 位的值由非负值标准定义。

但是请注意，如果您编写适合 32 位的文字，例如uint64_t s = 1 << 32@drhirsch 推测的那样，您实际上并没有移动 64 位值，而是 32 位值。那是未定义的行为。

最常见的结果是移位shift_distance % 32或 0，具体取决于硬件的功能（假设编译器的编译时评估模拟硬件语义，而不是鼻恶魔。）

用于在移位1ULL < 63unsigned long long 之前生成移位操作数。

于 2012-05-08T13:15:31.613 回答
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C 标准需要转换才能正常工作。特定的错误编译器可能具有您描述的缺陷，但这是错误的行为。

这是一个测试程序：

#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>

int main(void)
{
    uint64_t x = 1;
    for (int i = 0; i < 64; i++)
        printf("%2d: 0x%.16" PRIX64 "\n", i, (x << i));
    return 0;
}

这是运行 RHEL 5 和 GCC 4.1.2 的 i686 机器、x86/64 机器（也运行 RHEL 5 和 GCC 4.1.2）和 x86/64 Mac（运行 Mac OS X 10.7. 3 与 GCC 4.7.0）。由于这是预期的结果，我的结论是在 32 位机器上没有必要的问题，并且 GCC 至少从 GCC 4.1.2 以来没有出现任何此类错误（并且可能从未出现过这样的错误）。

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于 2012-05-08T13:18:09.067 回答
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Daniel Fischer 的回答回答了有关 C 语言规范的问题。关于在 x86 机器上发出可变数量的班次时实际发生的情况，请参阅英特尔软件开发人员手册第 2B 卷，第 25 页。4-506：

计数被屏蔽为 5 位（如果在 64 位模式下使用 REX.W，则为 6 位）。计数范围限制为 0 到 31（如果使用 64 位模式和 REX.W，则为 63）。

因此，如果您尝试移动大于 31 或 63 的量（分别针对 32 位和 64 位值），硬件将仅使用移位量的底部 5 或 6 位。所以这段代码：

uint32_t RightShift(uint32_t value, uint32_t count)
{
    return value >> count;
}

将导致在RightShift(2, 33) == 1x86 和 x86-64 上。根据 C 标准，它仍然是未定义的行为，但在 x86 上，如果编译器将其编译为sar指令，它将在该架构上定义行为。但是您仍然应该避免编写这种依赖于特定架构怪癖的代码。

于 2012-05-08T17:12:56.067 回答
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移动一个介于 0 和类型宽度的前一个之间的数字不会导致未定义的行为，但左移一个负数会。你会这样做吗？

另一方面，负数右移是实现定义的，并且大多数编译器在右移有符号类型时会传播符号位。

于 2012-05-08T13:14:51.910 回答
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不，没关系。

ISO 9899:2011 6.5.7 移位运算符

如果右操作数的值为负数或大于或等于提升的左操作数的宽度，则行为未定义。

这里不是这种情况，所以一切都很好并且定义明确。

于 2012-05-08T13:20:39.567 回答