为什么我使用Shift运算符(C ++)获得随机结果?

时间:2016-09-15 22:40:24

标签: c++ bit-shift binary-operators

在我编辑的代码中,我以前的程序员使用了一个移位运算符来向size_t整数添加一个中等大小的数字。当我使用这个特定的整数进行调试时,我发现更改数字并没有产生可预测的结果。

输入:

std::size_t
    foo1 = 100000 << 20,
    foo2 = 200000 << 20,
    foo3 = 300000 << 20,
    foo4 = 400000 << 20;
std::cout << "foos1-4:";
std::cout << foo1;
std::cout << foo2;
std::cout << foo3;
std::cout << foo4;

的产率:

foos1-4:
1778384896
18446744072971354112
1040187392
18446744072233156608

我知道这是某种溢出错误,但(据我所知,知识有限)size_t不应该有那些。据我所知,size_t是一个无符号整数类型,它能够保存几乎无限数量的整数。

根据我对位移运算符的理解,此代码应该将数字乘以2 ^ 20(1048576)。链接到本网站的其他页面: What are bitwise shift (bit-shift) operators and how do they work?

注意 - 我手工制作foo1似乎是一个溢出错误,32位二进制数字截断,但所有其他看起来对我来说都是随机的。

来自http://en.cppreference.com/w/cpp/types/size_t: std :: size_t可以存储任何类型(包括数组)理论上可能的对象的最大大小。从那时起,我认为问题必须在于如何声明整数或如何操作位移。

发生了什么?

1 个答案:

答案 0 :(得分:11)

问题不是std::size_t,而是使用了int个文字。您可以使用UL后缀使其足够长,如下所示:

#include <iostream>

int main()
{
std::size_t
    foo1 = 100000UL << 20,
    foo2 = 200000UL << 20,
    foo3 = 300000UL << 20,
    foo4 = 400000UL << 20;
std::cout << "foos1-4:" << std::endl;
std::cout << foo1 << std::endl;
std::cout << foo2 << std::endl;
std::cout << foo3 << std::endl;
std::cout << foo4 << std::endl;
}

输出:

foos1-4:
104857600000
209715200000
314572800000
419430400000

Live Demo

另请注意,编译器会向您发出一个警告:

main.cpp:6:19: warning: result of '(100000 << 20)' requires 38 bits to represent, but 'int' only has 32 bits [-Wshift-overflow=]
     foo1 = 100000 << 20,
            ~~~~~~~^~~~~
main.cpp:7:19: warning: result of '(200000 << 20)' requires 39 bits to represent, but 'int' only has 32 bits [-Wshift-overflow=]
     foo2 = 200000 << 20,
            ~~~~~~~^~~~~
main.cpp:8:19: warning: result of '(300000 << 20)' requires 40 bits to represent, but 'int' only has 32 bits [-Wshift-overflow=]
     foo3 = 300000 << 20,
            ~~~~~~~^~~~~
main.cpp:9:19: warning: result of '(400000 << 20)' requires 40 bits to represent, but 'int' only has 32 bits [-Wshift-overflow=]
     foo4 = 400000 << 20;
            ~~~~~~~^~~~~