无法理解C程序输出

Question

我正在编写一些基本程序，并且我编写了该程序

 #include<stdio.>
 int main()
 {
   printf("%d\n",-1>>4);
   return 0;
 }

输出= -1

我不明白这是怎么回事？

是-1是2的补数，然后进行移位运算。然后再进行2的补数以产生结果。

我也想知道这个输出是怎么来的

int main()
{
 unsigned int a=4;
 printf("%d\n",-a>>4);
 return 0;   
}

结果= 268435455

Answer 1

首先，您要做的是不可移植的。

ISO C11规定，在6.5.7 Bitwise shift operators ：

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具有带符号的类型和负值，则结果值是实现定义的。

因此，这样做是不明智的。

可能发生的情况是，您有一个在负值上保留符号的实现。 >>通常可能会在左侧移零位（并且对于无符号或带负号的负数， 必须这样做），但是您的实现可能会检测到负数并将一位移入从左数第二个位置，剩下的部分保持不变。

这意味着-1 （例如：二进制1111 1111 1111 1111 ）在右移后仍将具有该位模式。

您必须检查特定实现的文档以确保（标准的附录J要求实现记录实现定义的行为的选择）。

您还可以使用一些更好的样本值（例如二进制1100 0000 0000 0000右移一位）对其进行测试，然后看看会得出什么结果（尽管当然，实现说明应该是确定的来源）。

---

举例来说， gcc文档在此处提供了此信息。 由于您提到使用的是4.6.3，因此4.6.4手册可能是最接近的。

该页面上的GCC 4.6.4 Manual (also in PDF or PostScript or an HTML tarball)链接包含标题为C implementation-defined behaviour部分，该部分部分指出：

对有符号整数（C90 6.3，C99 6.5）进行一些按位运算的结果。

按位运算符作用于包括符号位和值位的值的表示形式，其中符号位被认为紧邻最高值位。 带符号的“ >>”通过符号扩展作用于负数。

这意味着它的作用如我所解释，左位保持不变并影响到第二个最左位：

---

您之所以看到不同的值的原因是：

unsigned int a=4;
printf("%d\n",-a>>4);

因为-a由于某种原因我不确定，所以将-a视为-4的无符号表示。 您可以通过以下方式看到它：

#include <stdio.h>
int main()
{
    unsigned int a=4;
    printf("%09x\n",((unsigned int)(-a))>>1);
    printf("%09x\n",(-a)>>1);
    printf("%09x\n",(-((int)a))>>1);
    return 0;
}

输出（带注释）：

07ffffffe  # explicit unsigned int
07ffffffe  # seemingly treated as unsigned int

0fffffffe  # explicit int

我怀疑这与整数提升和ISO C11 6.5 Expressions详细介绍的通常的算术转换有关，但我认为这已经超出了原始问题的范围。

Answer 2

-1具有二进制表示形式（假定2的补码）：

11111111111111111111111111111111       // All ones, 32 of them if we assume 32 bit ints

右移带符号的数字时，如果符号位为1，则编译器似乎将移入1。

11111111111111111111111111111111       // All ones, 32 of them if we assume 32 bit ints
^^^^ These 4 are new

如您所见，数字保持不变，-1。

Answer 3

-1是FFFFFFFF，按位，因此当您右移任何位时，它仍将是FFFFFFFF，即-1