為什么向上移位int會產生負數？

Question

我是位操作技巧的新手，我寫了一個簡單的代碼，看看在單個數字上進行單位移位的輸出。 2

#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[])
{

  int num=2;

 do
   {
     std::cout<<num<<std::endl;
     num=num<<1;//Left shift by 1 bit.

   } while (num!=0);


  return 0;
}

輸出如下。

2
4
8
16
32
64
128
256
512
1024
2048
4096
8192
16384
32768
65536
131072
262144
524288
1048576
2097152
4194304
8388608
16777216
33554432
67108864
134217728
268435456
536870912
1073741824
-2147483648

顯然，連續比特移位到左邊由1個比特，將導致零，因為它已經在上面進行，但為什么計算機輸出在終止循環之前的非常結束負數（因為NUM接通零）??

但是當我用unsigned int num=2替換int num=2然后我得到相同的輸出，除了最后一個數字是這個時間顯示為正數，即2147483648而不是-2147483648

我在Ubuntu Linux上使用gcc編譯器

Answer 1

那是因為int是有符號整數。 在二進制補碼表示中 ，整數的符號由最高位確定。

一旦你將1移動到最高（符號）位，它就會翻轉為負數。

當你使用unsigned ，沒有符號位。

0x80000000 = -2147483648 for a signed 32-bit integer.
0x80000000 =  2147483648 for an unsigned 32-bit integer.

編輯：

請注意，嚴格來說，有符號整數溢出是C / C ++中未定義的行為。 GCC在這方面的行為並不完全一致：

• num = num << 1; 或者num <<= 1; 通常表現如上所述。
• num += num; 或num *= 2; 實際上可能會進入GCC的無限循環 。

Answer 2

好問題！ 答案很簡單。

最大整數值為2^31-1 。 31（不是32）是有原因的 - 整數的最后一位用於確定它是正數還是負數。

如果你繼續向左移動位，你最終會擊中這一位並且它變為負數。

有關此內容的更多信息： http ： //en.wikipedia.org/wiki/Signed_number_representations

Answer 3

一旦該位到達有符號（最高有效位）的符號位，它就變為負數。