为什么我必须在*左移之前将'uint8_t`转换为'uint64_t` *？

Question

我只想将uint8_t数组连接到uint64_t。事实上，我解决了我的问题，但需要了解原因。这是我的代码;

    uint8_t byte_array[5];

    byte_array[0] = 0x41;
    byte_array[1] = 0x42;
    byte_array[2] = 0x43;
    byte_array[3] = 0x44;
    byte_array[4] = 0x45;

    cout << "index 0: " << byte_array[0] << " index 1: " << byte_array[1] << " index 2: " << byte_array[2] << " index 3: " << byte_array[3] << " index 4: " << byte_array[4] << endl;

    /* This does not work */
    uint64_t reverse_of_value = (byte_array[0] & 0xff) | ((byte_array[1] & 0xff) << 8) | ((byte_array[2] & 0xff) << 16) | ((byte_array[3] & 0xff) << 24) | ((byte_array[4] & 0xff) << 32);

    cout << reverse_of_value << endl;

    /* this works fine */
    reverse_of_value = (uint64_t)(byte_array[0] & 0xff) | ((uint64_t)(byte_array[1] & 0xff) << 8) | ((uint64_t)(byte_array[2] & 0xff) << 16) | ((uint64_t)(byte_array[3] & 0xff) << 24) | ((uint64_t)(byte_array[4] & 0xff) << 32);

    cout << reverse_of_value << endl;

第一个输出为“44434245”，第二个输出为“4544434241”，这就是我想要的。

因此，正如我们所看到的，当我使用每个字节转换为uint64_t代码时，如果我不使用强制转换它会给我无关的结果。任何人都能解释一下原因吗？

Answer 1

左移uint8_t，许多位不一定会起作用。左侧操作数将被提升为int，其宽度您不知道。 可以已经是64位，但它可能是32位甚至是16位，在这种情况下......结果会在哪里？它没有足够的空间！您的代码稍后将结果放入uint64_t并不重要：表达式是单独评估的。

您已在第二个版本中正确修复了此问题，在之前转换为uint64_t 左移。在这种情况下，表达式肯定会有所期望的行为。

Answer 2

这是一个示例，显示左移将char转为0.至少它在我的机器上执行，gcc 4.8.4，Ubuntu 14.04 LTS，x86_64。

#include <iostream>

using std::cout;

int main()
{
    unsigned char ch;

    ch = 0xFF;

    cout << "Char before shift: " << static_cast<int>(ch) << '\n';
    ch <<= 10;

    cout << "Char after shift: " << static_cast<int>(ch) << '\n';
}

另请注意我对上述原始问题的评论，在某些平台上，0x45移位32位实际上最终位于64位值的最低有效字节中。

Answer 3

在C ++中，将类型移位超过类型中的位数是未定义的行为。有关详细信息，请参阅此答案：https://stackoverflow.com/a/7401981/1689844