如果char c = 0x80，为什么printf（“％d \ n”，c << 1）输出-256？

Question

#include<stdio.h>
int main(void)
{
  char c = 0x80;
  printf("%d\n", c << 1);
  return 0;
}

在这种情况下，输出为-256 。 如果我写c << 0那么输出是-128 。

我不明白这段代码背后的逻辑。

Answer 1

char可以在您的平台上签名，在这种情况下， 0x80代表-128（假设是2的补码）。

当char被用作<<运算符的操作数时，它被提升为int （仍然是-128）。 所以当你应用左移时，你得到-256。 从技术上讲，转移负值是实现定义的未定义，但您看到的是典型行为。

Answer 2

您的出发点已经存在问题：

char c = 0x80;

如果（看似在你的情况下） char是一个有符号的类型，你将整数常量128一个只能保证最多值为127 。 然后，您的编译器可能会选择为您提供一些实现定义的值（在您猜测的情况下为-128 ）或发出范围错误。

然后你正在对该负值进行左移。 这给出了未定义的行为。 总共有几个实现定义的选择加上确定结果的未定义行为：

• 签名的char
• 选择如何将128转换为signed char
• char的宽度
• int的符号表示（有三种可能性）
• 关于如何在负int上实现（或不）左移的选择

查看所有这些案例可能是一个很好的练习，以了解不同的结果。

总结一些建议：

• 选择一个适当的常量来初始化变量
• 不要使用普通char算术
• 不要对签名类型进行左移

Answer 3

c被分配0x80 。 假设8位字节，其二进制表示的值为10000000 。 显然，在您的平台上， char是签名类型。 因此， 0x80 （即10000000 ）对应于-128。

当<<应用于char值时，它将被提升为int并保留符号。 因此，当向左移动一次时，使用32位整数，它变为11111111111111111111111100000000 （二进制补码），即-256。

Answer 4

只是一个侧面说明。 从下到上的角度来看，逐位移位（和屏蔽）基于架构的字长（以位表示）。 一个词的长度因建筑而异。

按体系结构查看此Wiki页面的单词长度

如果知道目标体系结构的字长，则可以使用位移来乘法，并且比使用操作数更快地除（在某些情况下）。

有关位移的有趣图表，请参阅此Wiki页面

由于位移代码依赖于体系结构，因此无法假设特定的位移代码将从架构到架构以相同的方式工作。 然而，一旦熟悉不同体系结构的不同字长的想法，比特移位变得不那么神秘和可预测。

值得庆幸的是，今天我们有8,16,32和64位字长，并且只有8位字符长度。 在古代计算的时代，架构可能具有12或15或23位字长（等等，令人作呕）。

Answer 5

我想知道为什么你的编译器不会抱怨0x80不适合char，你的平台上只能表示-0x80到0x7F的值。

试试这段代码：

 #include <stdio.h>
 #include <limits.h>
 #include <stdlib.h>

 int main() {
      printf("char can represent values from %d to %d.\n", CHAR_MIN, CHAR_MAX);
      return EXIT_SUCCESS;
 }

您的情况称为OVERFLOW。