我们可以在 while 循环中左移一个值吗？

Question

我尝试使用左移来使用计数器识别设置位。当我尝试左移 var 时，我发现它陷入了无限循环并且只打印了零。以下代码有什么问题？在 while 循环中使用左移是否合法？

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(int argc, char **argv)
{
    int var =1;

    while(var<INT_MAX)
    {   
        var = var<<1;
        printf("%d\n", var);        
    }

    return 0;
}

Answer 1

在这个循环中

while(var<INT_MAX)
{   
    var = var<<1;
    printf("%d\n", var);        
}

var 永远不能等于 INT_MAX 因为它只设置了一位

int 变量 =1;

即移位。

尝试以下循环：

while(var<INT_MAX)
{   
    var = ( var << 1 ) + 1;
    printf("%d\n", var);        
}

这是一个演示程序，为了简单起见，使用了有符号类型 signed char，而不是有符号类型 int。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void) 
{
    signed char var = 1;

    while ( var  < SCHAR_MAX )
    {   
        var = ( var << 1 )  + 1;
        printf( "%d\n",  var );        
    }

    return 0;
}

程序输出为

并且根据 C 标准（5.2.4.2.1 整数类型的大小 <limits.h>）

— maximum value for an object of type signed char
SCHAR_MAX +127 // 2^7 − 1

Answer 2

在循环中使用移位操作非常好。您的代码的问题是 var 永远不会等于或大于 INT_MAX.

为了更好地理解，让我解释一下 8 位有符号整数而不是 32 位有符号整数的问题。

您从值 var = 00000001b 开始（b 表示它是一个二进制数），8 位有符号整数的 INT_MAX 将是 INT_MAX = 01111111b = 127 （注意最高位是0，这是因为是符号位）

现在，如果你向左移动 var，你就会将这个 1 缓慢地向右移动

var << 1 = 00000010b =    2
var << 2 = 00000100b =    4
var << 3 = 00001000b =    8
var << 4 = 00010000b =   16
var << 5 = 00100000b =   32
var << 6 = 01000000b =   64
var << 7 = 10000000b = -128
var << 8 = 00000000b =    0
var << 9 = 00000000b =    0
...

第七次移位后，1 位达到最高位，但由于我们有一个 8 位有符号整数，我们将 10000000b 解释为 128，而不是 -128，因此 var < INT_MAX 永远是真的。

如果您不知道为什么会发生这种情况，您可能需要阅读 two complement 个数字。

编辑： 更正式地说，就像 Andrew Henle 指出的那样：将一个值移出其类型的范围是没有定义的。操作 x << y 的结果必须等于 x * 2^y 并且如果 x * 2 ^y 未用类型表示 table，则结果未定义。

所以上面的 table 看起来更像

var << 1 = 00000010b =      2
var << 2 = 00000100b =      4
var << 3 = 00001000b =      8
var << 4 = 00010000b =     16
var << 5 = 00100000b =     32
var << 6 = 01000000b =     64
var << 7 = undef.    = undef.
var << 8 = undef.    = undef.
var << 9 = undef.    = undef.
...

我们可以在 while 循环中左移一个值吗？

Can we left shift a value inside a while loop?

c

operators

bit-shift

while-loop

unsigned-integer