为什么将变量移位超过其宽度(以位为单位)会变成零?

这个问题的灵感来自stackoverflow的其他问题。今天,在浏览stackoverflow时,我遇到了一个问题:将变量的位移一个值k,该值是该变量的宽度(以位为单位)。这意味着将32位int移位32位或更多位。

Left shift an integer by 32 bits

Unexpected C/C++ bitwise shift operators outcome

从这些问题中,很明显,如果我们试图将一个数字移位k位,即>=变量的位宽度,则只取最低有效的log2k位。对于32位int,最低有效的5位被屏蔽,并被视为移位量。

所以一般来说,如果w=变量的宽度,单位是比特, x >> k 变成 x >> (k % w) 为了一个 int ,这是 x >> (k % 32) 是的。

计数被屏蔽为5位,这将计数范围限制为0到31。

所以我写了一个小程序来观察理论上应该产生的行为。我在评论中写了结果的移位量%32。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define PRINT_INT_HEX(x) printf("%s\t%#.8x\n", #x, x);

int main(void)
{
    printf("==============================\n");
    printf("Testing x << k, x >> k, where k >= w\n");

    int      lval = 0xFEDCBA98 << 32;
    //int      lval = 0xFEDCBA98 << 0;

    int      aval = 0xFEDCBA89 >> 36;
    //int      aval = 0xFEDCBA89 >> 4;

    unsigned uval = 0xFEDCBA89 >> 40;
    //unsigned uval = 0xFEDCBA89 >> 8;

    PRINT_INT_HEX(lval)
    PRINT_INT_HEX(aval)
    PRINT_INT_HEX(uval)

    putchar('\n');

    return EXIT_SUCCESS;
}

并且输出与移位指令的预期行为不匹配!

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Testing x << k, x >> k, where k >= w
lval    00000000 
aval    00000000
uval    00000000

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实际上,我对java有点困惑。在C/C++中,用大于位宽度的位数移动int,可能会减少k %,但这不是C标准保证的。没有规则说这种行为应该一直发生。这是未定义的行为。

然而,Java就是这样。这是Java编程语言的一条规则。

Bitshift operators description in Java language specification

Weird result of Java Integer left shift

java : shift distance for int restricted to 31 bits