Question

所有这些功能都可以在我的机器上提供预期的结果。他们都在其他平台上工作吗？

更具体地说，如果x在1的补码机器上具有位表示0xffffffff或在有符号的幅度机器上具有0x80000000，那么标准对于（无符号）x的表示有什么说明？

另外，我认为v2，v2a，v3，v4中的（unsigned）强制转换是多余的。这是对的吗？

假设sizeof（int）= 4且CHAR_BIT = 8

int logicalrightshift_v1 (int x, int n) {

    return (unsigned)x >> n;
}

int logicalrightshift_v2 (int x, int n) {

    int msb = 0x4000000 << 1;
    return ((x & 0x7fffffff) >> n) | (x & msb ? (unsigned)0x80000000 >> n : 0);
}

int logicalrightshift_v2a (int x, int n) {

    return ((x & 0x7fffffff) >> n) | (x & (unsigned)0x80000000 ? (unsigned)0x80000000 >> n : 0);
}

int logicalrightshift_v3 (int x, int n) {

    return ((x & 0x7fffffff) >> n) | (x < 0 ? (unsigned)0x80000000 >> n : 0);
}

int logicalrightshift_v4 (int x, int n) {

    return ((x & 0x7fffffff) >> n) | (((unsigned)x & 0x80000000) >> n);
}

int logicalrightshift_v5 (int x, int n) {

    unsigned y;
    *(int *)&y = x;
    y >>= n;
    *(unsigned *)&x = y;
    return x;
}

int logicalrightshift_v6 (int x, int n) {

    unsigned y;
    memcpy (&y, &x, sizeof (x));
    y >>= n;
    memcpy (&x, &y, sizeof (x));
    return x;
}

Answer 1

如果x在1的位上具有位表示0xffffffff 补充机器或0x80000000在签名量级机器上标准是否表示（无符号）x？
的表示

转换为unsigned是根据值指定的，而非表示形式。如果您将-1转换为unsigned，则始终获取UINT_MAX（因此，如果您的unsigned为32位，则始终获得4294967295 }）。无论您的实现使用的有符号数字的表示如何，都会发生这种情况。

同样，如果您将-0转换为unsigned，那么您始终获取0。 -0在数值上等于0.

请注意，不需要补码或符号幅度实现来支持负零;如果没有，则访问此类表示会导致程序具有未定义的行为。

逐个完成您的功能：

int logicalrightshift_v1(int x, int n)
{
    return (unsigned)x >> n;
}

x的负值此函数的结果取决于UINT_MAX，如果(unsigned)x >> n不在int范围内，则会进一步实现定义。例如，logicalrightshift_v1(-1, 1)将返回值UINT_MAX / 2，无论机器使用哪种代表签名数字。

int logicalrightshift_v2(int x, int n)
{
    int msb = 0x4000000 << 1;
    return ((x & 0x7fffffff) >> n) | (x & msb ? (unsigned)0x80000000 >> n : 0);
}

几乎所有关于此的内容都可以是实现定义的。假设您试图在msb中创建一个值，符号位为1，值位为零，则不能通过使用移位来移植 - 您可以使用~INT_MAX，但这是允许在不允许负零的符号幅度机器上具有未定义的行为，并且允许在两个补码机器上给出实现定义的结果。

0x7fffffff和0x80000000的类型取决于各种类型的范围，这将影响此表达式中其他值的提升方式。

int logicalrightshift_v2a(int x, int n)
{
    return ((x & 0x7fffffff) >> n) | (x & (unsigned)0x80000000 ? (unsigned)0x80000000 >> n : 0);
}

如果您创建的unsigned值不在int范围内（例如，给定32位int，值＆gt; 0x7fffffff）则隐含return语句中的转换生成实现定义的值。这同样适用于v3和v4。

int logicalrightshift_v5(int x, int n)
{
    unsigned y;
    *(int *)&y = x;
    y >>= n;
    *(unsigned *)&x = y;
    return x;
}

这仍然是实现定义，因为未指定int表示中的符号位是否对应于unsigned表示中的值位或填充位。如果它对应于填充位，则它可能是陷阱表示，在这种情况下，行为是未定义的。

int logicalrightshift_v6(int x, int n)
{
    unsigned y;
    memcpy (&y, &x, sizeof (x));
    y >>= n;
    memcpy (&x, &y, sizeof (x));
    return x;
}

适用于v5的相同评论适用于此。

另外，我认为v2，v2a，v3，v4中的（unsigned）强制转换是多余的。是这是正确的吗？

这取决于。作为十六进制常量，如果该值在0x80000000范围内，则int将具有类型int;如果该值在unsigned范围内，则为unsigned;如果该值在long范围内，则为long;否则unsigned long（因为该值在unsigned long）的最小允许范围内。

如果您希望确保它具有无符号类型，则使用U将常量后缀为0x80000000U。

<强>要点：

将大于INT_MAX的数字转换为int会得到实现定义的结果（或者实际上，允许引发实现定义的信号）。
通过重复添加或减去unsigned来完成将超出范围的数字转换为UINT_MAX + 1，这意味着它取决于数学值，不是代表。
检查否定的int表示为unsigned是不可移植的（正int表示也可以）。
通过使用按位运算符生成负零并尝试使用结果值是不可移植的。

如果您想要“逻辑转换”，那么您应该在任何地方使用无符号类型。签名类型用于处理算法，其中值是重要的，而不是表示。

Answer 2

如果您遵循该标准，那么在所有平台上都不能保证这些标准不相同。

在v5中，违反了严格别名，这是未定义的行为。

在v2 - v4中，您已经签署了右移，这是实现定义的。（有关详细信息，请参阅评论）

在v1中，您已签名为无符号演员，这是在数字超出范围时定义的实现。

编辑：

v6 可能实际上有以下假设：

'int'是2或1的补充。
unsigned和int的大小完全相同（包括字节和位，并且密集包装）。
unsigned的结束符合int的结尾。
填充和位布局是相同的:(有关详细信息，请参阅caf的评论。）

负零的C标准（1的补码和有符号的幅度）

2 个答案: