算术右移给出假结果吗？

Question

我必须在这里绝对疯了，但是我机器上的gcc 4.7.3给出了最荒谬的结果。 这是我正在测试的确切代码：

#include <iostream>

using namespace std;

int main(){
  unsigned int b = 100000;
  cout << (b>>b) << endl;
  b = b >> b;
  cout << b << endl;
  b >>= b;
  cout << b << endl;
  return 0;
}

现在，任何自行右移的数字都将导致0 （ n/(2^n) == 0 ， 整数除法 ， n>1和正/无符号 ），但是以某种方式这是我的输出：

100000
100000
100000

我疯了吗？ 可能会发生什么？

Answer 1

在C ++和C中一样，移位仅限于移位值的大小（以位为单位）。 例如，如果unsigned int是32位，则未定义大于31的移位。

实际上，常见的结果是使用了移位量的5个最低有效位，而忽略了高位。 这是由于编译器产生了一个机器指令来执行该指令（例如x86上的SHR）。

在这种情况下，移位值为100000 （十进制），恰好是二进制的11000011010100000低5位为零。 因此，您实际上得到了0的偏移。但是，您不应该依赖于此。 从技术上讲，您看到的是未定义的行为 。

参考文献：

对于C， N1570第6.5.7节：

如果右操作数的值为负或大于或等于提升后的左操作数的宽度，则行为是不确定的。

对于C ++， N3690第5.8节“ [expr.shift]”：

如果右操作数为负或大于或等于提升后的左操作数的位长度，则该行为是不确定的。

N1570是草稿，几乎与已发布的ISO C11标准相同； 自1989年ANSI C标准以来，该条款几乎相同。

N3690是C ++标准的最新草案； 我不确定这是否是最好的，但再次，此子句没有改变。

Answer 2

如果移位大于左操作数的位长，则会调用未定义的行为 ， C ++标准草案 5.8 移位运算符第1段说（ 强调我的意思 ）：

操作数应为整数或无作用域枚举类型，并执行整数提升。 结果的类型是提升后的左操作数的类型。 如果右操作数为负或大于或等于提升后的左操作数的位长度，则该行为是不确定的。

有趣的是，如果移位量为文字，那么gcc和clang 可能为此代码生成警告：

cout << (b>> 100000) ;

或如果b是const ，则gcc的警告如下：

warning: right shift count >= width of type [enabled by default]

正如MSalters在对该问题的评论中指出的那样，我们可能甚至不能依靠此警告，因为这是未定义的行为 ，这与“ 术语和定义”部分中有关未定义的行为的标准注释一致：

注意：[...]允许的不确定行为包括完全忽略具有无法预测结果的情况，以环境特征的书面形式在翻译或程序执行期间的行为（带有或不带有诊断消息），终止转换或执行（带有诊断消息的发布）。 [...]

平台特定的详细信息

对于示例代码中明显缺乏移位的可能解释，可能是因为在某些平台上，移位计数将被掩码为5 bits ，例如在x86架构上，我们可以看到《 英特尔®64和IA-32架构软件开发人员手册》 SAL / SAR / SHL / SHR部分-IA -32体系结构兼容性部分中的转换说：

8086不会掩盖移位计数。 但是，所有其他IA-32处理器（从Intel 286处理器开始）都将移位计数屏蔽为5位，从而导致最大计数为31。[...]