Question

考虑以下计划test.c：

#include <stdio.h>

struct test {
    unsigned int a:5;
};

int main () {
    unsigned int i;
    struct test t = {1};
    for (i = 0; i < t.a << 1; i++)
        printf("%u\n", i);
    return 0;
}

使用gcc -Wsign-compare test.c编译时，会生成以下警告（使用gcc 4.8.1进行测试）：

test.c:9:19: warning: comparison between signed and unsigned integer expressions [-Wsign-compare]
     for (i = 0; i < t.a << 1; i++)
                   ^

clang -Wsign-compare test.c生成以下内容（使用clang 3.2进行测试）：

test.c:9:19: warning: comparison of integers of different signs: 'unsigned int' and 'int' [-Wsign-compare]
    for (i = 0; i < t.a << 1; i++)
                ~ ^ ~~~~~~~~
1 warning generated.

因此，右操作数（移位的无符号位字段）变为有符号的int。此警告显示包含的1到31之间的任何位字段值。对于更高的值，不会产生警告。这很奇怪。

使用类型unsigned short，unsigned int和unsigned long的位字段对此进行了测试。后者不会显示包含在32和64之间的位字段值的任何警告。

当没有进行移位时没有警告，因此位字段按预期无符号。

为什么大小低于32位的位字段在移位时会被签名？我认为这不是错误，因为这与gcc和clang一致。我一定错过了一些关于比特字段（或移位）如何工作的信息但是什么？如何转换无符号值会产生有符号值？

Answer 1

整数促销适用于draft C99 standard部分6.5.7 按位移位运算符段落 3 中涵盖的转换操作数，其中说明了（强调我的前进）：

对每个操作数执行整数提升。[...]

和位字段的整数提升包含在6.3.1.1 布尔，字符和整数段 2 中，其中包含：

在int或unsigned int可以的任何地方都可以使用以下代码使用：

并包含以下项目符号：

- _Bool，int，signed int或unsigned int类型的位字段。

然后说：

如果int可以表示原始类型的所有值，则该值将转换为int; 否则，它将转换为unsigned int。 这些称为整数促销活动。^48）所有其他类型的整数促销活动均未更改。

在draft C11标准中澄清：

如果int可以表示原始类型的所有值（受宽度限制，对于位域），则该值将转换为int;否则，它将转换为unsigned int。这些被称为整数促销。^58）所有其他类型的整数促销都没有改变。

所以这是预期的行为。

无符号整数位域移位产生有符号整数

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