為什么使用移位的此交換宏不適用於負數？

Question

我在內置庫中找到了一些需要擴展的代碼。

但它似乎已損壞：

#define BSWAP16(__x)    ((((__x) >> 8) | ((__x) << 8)))

與以下功能不同：

__builtin_bswap16()

該程序證明了這一點。

#include <stdio.h>

#define BSWAP16(__x)    ((((__x) >> 8) | ((__x) << 8)))

int main(int argc, char* argv[])
{
    unsigned short a = (unsigned short)BSWAP16(0xff00);
    unsigned short b = __builtin_bswap16(0xff00);
    short c = (short)BSWAP16(-8);
    short d = __builtin_bswap16(-8);

    printf("a=%04x, b=%04x, c=%04x, d=%04x\n", a,b,c,d);
    return 0;
}

輸出：

a=00ff, b=00ff, c=ffffffff, d=fffff8ff

我不想要答案告訴我應該使用endian.h或__builtin_bswap16。 在此內部庫在此平台/編譯器配置上使用的目標平台上，我正在觸發此默認代碼，該代碼默認使用上述宏。

所以我的問題是。 為什么對負數不起作用？

如果我將-8表示為0xfff8的短值，則可以使用。

所以我想這與內部轉換為int有關。

如何修復此宏才能正常工作？

Answer 1

從草稿C99標准第6.5.7節“ 按位移位運算符”中說，負數向左移是不確定的行為（ 強調我的 6.5.7 ：）

E1 << E2的結果是E1左移E2位位置； 空位用零填充。 如果E1具有無符號類型，則結果的值為E1´2E2，比結果類型中可表示的最大值多模減1。 如果E1具有帶符號的類型和非負值 ，並且E1´2E2在結果類型中可表示，則這是結果值； 否則，行為是不確定的。

因此，左移-8的結果是不可預測的。 強制轉換為unsigned short應該可以解決以下問題：

BSWAP16((unsigned short)-8)

-8是一個整數常量（原義 ），由於它沒有后綴，因此它是一個int值，因為int可以采用它的值。 假設32-bit 整數和二進制補碼將具有以下值：

 FFFFFFF8

強制轉換為unsigned short將刪除不需要的較高位。 強制轉換為unsigned int將無濟於事，因為它將保留較高的位。

右移負數也是實現定義：

E1 >> E2的結果是E1右移E2位位置。 如果E1具有無符號類型，或者E1具有帶符號類型和非負值，則結果的值是E1 / 2E2商的整數部分。 如果E1具有帶符號的類型和負值，則結果值是實現定義的。

Answer 2

移位之前，您應該屏蔽掉不需要的位。

#define BSWAP16(__x)    (((((__x) & 0xFF00) >> 8) | (((__x) & 0xFF) << 8)))

關於為什么不進行移位就不起作用的原因，請注意-8的確是0xFFFFFFF8 。 如果不進行屏蔽，則有很多較高的1位。 在計算過程中使用int 。