Question

我正在向-109移位-109，我期待-3，因为 -109 = -1101101（二进制）向右移5位 -1101101＆gt;＆gt; 5 = -11（二进制）= -3

但是，我得到了-4。有人可以解释什么是错的吗？

我使用的代码：

int16_t a = -109;
int16_t b = a >> 5;
printf("%d %d\n", a,b);

我在linux上使用了GCC，并在osx上使用了相同的结果。

Answer 1

问题是你没有正确考虑负数表示。通过右移，移位类型（算术或逻辑）取决于被移位的值的类型。如果将值转换为无符号值，则可能会得到您期望的值：

int16_t b = ((unsigned int)a) >> 5;

您在示例中使用-109（16位）。位109是：

00000000 01101101

如果你选择了109 2补集，你会得到：

11111111 10010011

然后，您正好将数字11111111 10010011：

移动5

__int16_t a = -109;
__int16_t b = a >> 5; // arithmetic shifting
__int16_t c = ((__uint16_t)a) >> 5; // logical shifting
printf("%d %d %d\n", a,b,c);

将屈服：

-109 -4 2044

Answer 2

右移负值的结果是实现定义的行为，来自C99标准草案部分6.5.7 按位移位运算符段 5 ，其中说明了（< em>强调我的前进）：

E1＆gt;的结果＆gt; E2是E1右移E2位位置。如果E1具有无符号类型或者如果E1具有带符号类型和非负值，则结果的值为积分 E1 / 2E2商的一部分。 如果E1有签名类型和负值，则结果值是实现定义的。

如果我们查看C Implementation-defined behavior部分下的gcc Integers个文件，则说明：

对有符号整数进行一些按位运算的结果（C90 6.3，C99和C11 6.5）。

按位运算符作用于值的表示，包括符号和值位，其中符号位被认为位于最高值位之上。 签名'＆gt;＆gt;'按符号扩展名对负数行。

Answer 3

很清楚发生了什么，当表示有符号整数时，负整数有一个属性，即符号扩展，而最左边的有效位是符号位。

因此，1000 ... 0000（32位）是您可以用32位表示的最大负数。

因此，当你有一个负数并向右移动时，会发生一个叫做符号扩展的事情，这意味着最左边的有效位被扩展，简单来说就意味着，对于像-109这样的数字是怎么回事：

在转换之前你有（16位）：

1111 1111 1001 0011

然后你向右移5位（在管道被丢弃的位之后）：

1XXX X111 1111 1100 | 1 0011

X是你的整数位表示中出现的新空格，由于符号扩展，用1＆＃39; s填充，它们为你提供：

1111 1111 1111 1100 | 1 0011

所以通过转移：-109＆gt;＆gt; 5，你得到-4（1111 .... 1100）而不是-3。

使用1补码确认结果：

+3 = 0 ... 0000 0011

-3 =〜（0 ... 0000 0011）+ 1 = 1 ... 1111 1100 + 1 = 1 ... 1111 1101

+4 = 0 ... 0000 0100

-4 =〜（0 ... 0000 0100）+ 1 = 1 ... 1111 1011 + 1 = 1 ... 1111 1100

注意：请记住1的补码就像2的补码一样，你首先必须否定正数的位，然后才加+1。

Answer 4

Pablo的答案基本上是正确的，但有两个小位（没有双关语！）可以帮助你看看发生了什么。

C（就像几乎所有其他语言一样）使用所谓的二进制补码，这只是表示负数的一种不同方式（它用于避免出现其他方式处理二进制中带负数的问题。位数）。有一个转换过程可以在二进制补码中转换一个正数（看起来就像二进制中的任何其他数字 - 除了最左边的位在正数中必须为0;它基本上是符号占位符）相当简单计算：

拿你的号码

00000000 01101101（它有0s填充到左边，因为它是16位。如果它很长，它会被填充更多的零等。）

翻转位

11111111 10010010

添加一个。

11111111 10010011.

这是Pablo所指的两个补码。这就是C如何保持-109，按位。

当你在逻辑上将它向右移动五位时，你会看到

00000111 11111100。

这个数字绝对不是-4。（它在第一位没有1，所以它不是负数，而且它的数量太大而不是4。）为什么C给你负4呢？

原因基本上是C的ISO实现没有指定给定编译器如何处理负数的位移。 GCC执行所谓的符号扩展：理念是基本填充左边的位为1（如果初始数字在移位前为负），或者为0（如果在移位之前初始数字为正）。

因此，不是在上面的位移中发生的5个零，而是得到：

11111111 11111100.这个数字实际上是负数4！（这是你一直得到的结果。）

要看到实际上是-4，你可以再次使用二进制补码方法将其转换回正数：

00000000 00000011（位翻转） 00000000 00000100（加一）。

这四个没问题，所以原来的号码（11111111 11111100）是-4。

正确的位移给出错误的结果，有人可以解释

4 个答案: