Question

我有一个简单的程序。 请注意，我使用的是无符号固定宽度整数1个字节。

#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <limits>

int main()
{
    uint8_t x = 12;
    std::cout << (x << 1) << '\n';
    std::cout << ~x;

    std::cin.clear();
    std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
    std::cin.get();

    return 0;
}

我的输出如下。

24
-13

我测试了更大的数字，运算符<<总是给我正数，而运算符~总是给我负数。然后我使用了sizeof()并找到了......

当我使用左移位运算符（<<）时，我收到一个无符号的4字节整数。

当我使用按位非运算符（~）时，我收到一个带符号的4字节整数。

似乎按位非运算符（~）执行有符号整数提升，就像算术运算符一样。但是，左移运算符（<<）似乎会提升为无符号积分。

我觉得有必要知道编译器什么时候改变我背后的东西。如果我在分析中是正确的，那么所有按位运算符都会提升为4字节整数吗？为什么一些签名和一些未签名？我很困惑！

编辑：我总是得到肯定或总是得到负值的假设是错误的。但由于错误，我理解真正发生的事情，这要归功于下面的重要答案。

Answer 1

[expr.unary.op]

~的操作数应具有整数或无范围的枚举类型;该结果是其操作数的补码。 整体促销活动进行。

[expr.shift]


班次运营商<<和>>从左到右分组。 [...]操作数应为整数或无范围的枚举类型，并且执行整体促销。

uint8_t（通常会在幕后unsigned_char）的整体推广是什么？

[conv.prom]


除bool，char16_t，char32_t以外的整数类型的prvalue，或者   wchar_t，其整数转换等级（4.13）小于等级   如果int可以代表所有int，则int可以转换为unsigned int类型的prvalue   源类型的值;否则，源prvalue可以   转换为int类型的prvalue。

所以uint8_t，因为int的所有值都可以由int(12) << 1表示。

什么是int(24)？ ~int(12)。

什么是int(-13)？ {{1}}。

Answer 2

出于性能原因，C和C ++语言认为int是最自然的＆＃34;整数类型，而不是＆＃34;较小的＃34;比int被认为是＆＃34;存储＆＃34;类型。

在表达式中使用存储类型时，它会自动转换为int或unsigned int。例如：

// Assume a char is 8 bit
unsigned char x = 255;
unsigned char one = 1;

int y = x + one; // result will be 256 (too large for a byte!)
++x;             // x is now 0

发生的事情是第一个表达式中的x和one已被隐式转换为整数，已计算加法并将结果存储回整数。换句话说，没有使用两个无符号字符进行计算。

同样，如果表达式中有float值，编译器要做的第一件事就是将其提升为double（换句话说，float是存储类型而double 1}}是浮点数的自然大小）。这就是为什么如果你使用printf来打印浮动广告，你不需要在格式字符串中说%lf并且%f就足够了（%lf是scanf需要，因为该功能存储结果，而float可能小于double。

C ++使问题变得复杂，因为在将参数传递给函数时，您可以区分int和更小的类型。因此，在每个表达式中执行转换并不总是如此...例如，您可以拥有：

void foo(unsigned char x);
void foo(int x);

，其中

unsigned char x = 255, one = 1;
foo(x);       // Calls foo(unsigned char), no promotion
foo(x + one); // Calls foo(int), promotion of both x and one to int

Answer 3

我测试了更大的数字和运算符＆lt;＆lt;总是给我积极的数字，而操作员〜总是给我负数。然后我使用了sizeof（）并找到了......

错了，测试一下：

uint8_t v = 1;
for (int i=0; i<32; i++) cout << (v<<i) << endl;

给出：

1
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

uint8_t是一个8位长的无符号整数类型，它可以表示[0,255]范围内的值，因为它包含在int范围内的范围被提升为{{1} （不是int）。促销unsigned int优先于促销int。

Answer 4

查看two's complement以及计算机如何存储负整数试试这个

#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <limits>
int main()
{
uint8_t x = 1;
int shiftby=0;
shiftby=8*sizeof(int)-1;
std::cout << (x << shiftby) << '\n'; // or std::cout << (x << 31) << '\n';

std::cout << ~x;

std::cin.clear();
std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
std::cin.get();
return 0;
}

输出为-2147483648

通常，如果有符号数的第一位为1，则认为是负数。当你拿大量并转移它。如果你移动它使第一位为1则为负

**编辑**
好吧，我可以想到为什么移位运算符会使用unsigned int。考虑右移操作>>如果你右移-12你会得到 122 而不是-6。这是因为它在开头添加零而不考虑符号

按位运算符和整数提升会发生什么？

4 个答案: