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正如问题标题所示，将 2^31 分配给有符号和无符号 32 位整数变量会产生意想不到的结果。

这是我制作的简短程序（in C++），以了解发生了什么：

#include <cstdio>
using namespace std;

int main()
{
    unsigned long long n = 1<<31;
    long long n2 = 1<<31;  // this works as expected
    printf("%llu\n",n);
    printf("%lld\n",n2);
    printf("size of ULL: %d, size of LL: %d\n", sizeof(unsigned long long), sizeof(long long) );
    return 0;
}

这是输出：

MyPC / # c++ test.cpp -o test
MyPC / # ./test
18446744071562067968      <- Should be 2^31 right?
-2147483648               <- This is correct ( -2^31 because of the sign bit)
size of ULL: 8, size of LL: 8

然后我向它添加了另一个函数p()：

void p()
{
  unsigned long long n = 1<<32;  // since n is 8 bytes, this should be legal for any integer from 32 to 63
  printf("%llu\n",n);
}

在编译和运行时，这让我更加困惑：

MyPC / # c++ test.cpp -o test
test.cpp: In function ‘void p()’:
test.cpp:6:28: warning: left shift count >= width of type [enabled by default]
MyPC / # ./test 
0
MyPC /

为什么编译器要抱怨左移计数太大？sizeof(unsigned long long) 返回 8，那么这是否意味着 2^63-1 是该数据类型的最大值？

让我震惊的是，也许 n*2 和 n<<1，并不总是以相同的方式表现，所以我尝试了这个：

void s()
{
   unsigned long long n = 1;
   for(int a=0;a<63;a++) n = n*2;
   printf("%llu\n",n);
}

这给出了 2^63 的正确值作为输出9223372036854775808（我使用 python 验证了它）。但是做一个左屁屁有什么问题呢？

左算术移位 n 相当于乘以 2 n （前提是值不溢出）

——维基百科

该值没有溢出，只会出现一个减号，因为该值为 2^63（所有位都已设置）。

我仍然无法弄清楚左移发生了什么，有人可以解释一下吗？

PS：这个程序是在运行 linux mint 的 32 位系统上运行的（如果有帮助的话）

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3 回答 3

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在这条线上：

unsigned long long n = 1<<32;

问题是文字1是类型的int——可能只有 32 位。因此，这种转变会将其推出界限。

仅仅因为您要存储到更大的数据类型中，并不意味着表达式中的所有内容都以更大的大小完成。

因此，要更正它，您需要将其转换或使其成为unsigned long long文字：

unsigned long long n = (unsigned long long)1 << 32;
unsigned long long n = 1ULL << 32;
于 2012-04-02T08:51:09.740 回答
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失败的原因1 << 32是因为1没有正确的类型（它是int）。在赋值本身实际发生之前，编译器不会执行任何转换魔法，因此1 << 32使用int算术进行评估，给出溢出警告。

尝试使用1LLor1ULL代替分别具有long longandunsigned long long类型。

于 2012-04-02T08:51:27.063 回答
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线

unsigned long long n = 1<<32;

导致溢出，因为文字 1 的类型是int，所以1 << 32也是一个 int，在大多数情况下是 32 位。

线

unsigned long long n = 1<<31;

出于同样的原因，也会溢出。请注意， 1 是 type signed int，因此它实际上只有 31 位的值和 1 位的符号。因此，当您 shift 时1 << 31，它会溢出值位，从而导致-2147483648，然后将其转换为 unsigned long long ，即18446744071562067968。如果您检查变量并转换它们，您可以在调试器中验证这一点。

所以使用

unsigned long long n = 1ULL << 31;
于 2012-04-02T09:04:12.637 回答