为什么将0xff左移24位会导致错误的值（C++）？

问题描述：

我想它在一个uint64_t中移动0xFF的3个字节的左，存储，这应该是这样工作的：为什么将0xff左移24位会导致错误的值（C++）？

uint64_t temp = 0xff << 24;

这就产生了0xffffffffff000000 的值是最肯定不是预期的0xff000000。

但是，如果我移动它少于3个字节，它会导致正确的答案。

此外，尝试将0x01左移3个字节确实有效。

这里是我的输出： 0xff shifted by 0 bytes: 0xff 0x01 shifted by 0 bytes: 0x1 0xff shifted by 1 bytes: 0xff00 0x01 shifted by 1 bytes: 0x100 0xff shifted by 2 bytes: 0xff0000 0x01 shifted by 2 bytes: 0x10000 0xff shifted by 3 bytes: 0xffffffffff000000 0x01 shifted by 3 bytes: 0x1000000

有了一些实验，左移工作到3位为每uint64_t中达到0x7f，这将产生0x7f000000。 0x80产生0xffffffff80000000。

有没有人有这种奇怪的行为的解释？ 0xff000000肯定落在uint64_t的2^64-1范围内。

'0xff'是一个'int'，它通常是一个32位整数。所以'0xff Justin

“奇怪”，如“我不明白它”？这种行为的原因是所有这些常量都具有类型“int”。为了得到你要查找的行为，要么确保它们是64位宽，要么将它们明确写为无符号long long值（例如0xffULL），要么将其转换为'std :: uint64_t'。 –

尝试'uint64_t temp = 0xffu gurka

答

我怀疑这种行为是依赖于编译器的，但我看到了同样的事情。

修复很简单。确保在执行转换之前将0xff转换为uint64_t类型。这样编译器将把它作为正确的类型处理。

uint64_t temp = uint64_t(0xff) << 24

答

左移产生一个负数（32位），然后填充到64位。

尝试

0xff << 24LL;

右移操作数的类型不影响结果的类型;使用'24LL'与在这里使用'24'没有区别。换挡操作员在这方面与所有其他操作员不同。对于其他算术和逻辑运算符，较小的类型被提升为匹配较大的类型。对于移位操作符来说，唯一可能被提升的参数是左边的参数，只有当它是'char'，'short'或者它们的无符号变量时。 –

答

没有人有这种怪异的行为的解释？

是，操作类型总是依赖于操作的类型和永远的结果类型：

double r = 1.0/2.0; 
    // double divided by double and result double assigned to r 
    // r == 0.5 

double r = 1.0/2; 
    // 2 converted to double, double divided by double and result double assigned to r 
    // r == 0.5 

double r = 1/2; 
    // int divided by int, result int converted to double and assigned to r 
    // r == 0.0

当你理解和remenber这一点，你就不会再掉这个错误。

答

让我们把你的问题分成两部分。第一种是移位操作，另一种是转换为uint64_t。

就左移而言，您在32位（或更小）体系结构上调用未定义的行为。正如其他人所提到的，操作数是int。具有给定值的32位int将是0x000000ff。请注意，这是一个有符号的数字，所以最左边的位是符号。根据标准，如果你的移位影响符号位，结果是不确定的。这取决于实现的奇思妙想，它随时可能发生变化，如果编译器在编译时识别它，它甚至可以完全优化。后者是不现实的，但它实际上是允许的。虽然你不应该依赖这种形式的代码，但这实际上并不是困扰你的行为的根源。

现在，第二部分。左移操作的未定义结果必须转换为uint64_t。该标准规定有符号到无符号整数的转换：

如果目标类型是无符号的，所得到的值等于源值模2 N的最小无符号值，其中n是用于表示目的地的位的数目类型。

也就是说，根据目标类型是更宽还是更窄，有符号整数是符号扩展[脚注1]或截断和无符号整数分别被零扩展或截断。

该脚注阐明了符号扩展仅适用于当前在每个平台上使用C++编译器的二进制补码表示。

符号扩展意味着目标变量上符号位的所有内容都将填充符号位，这会在结果中生成所有f。正如你所指出的，你可以在不发生这种情况下将0x7f左移3个字节，这是因为0x7f=0b01111111。转换后，您得到0x7f000000这是最大的带符号整数，即不影响符号位的最大数量。因此，在转换中，扩展了0。

正如其他人已经指出的那样，在转换操作之前转换两个参数之一解决了这个问题。

uint64_t temp = uint64_t(0xff) << 24

为什么将0xff左移24位会导致错误的值（C++）？

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