为什么我不能使用 int 的第一位？

Question

我正在尝试使用 int 的所有位生成一个随机数。当我使用 rand() 功能时，它似乎从来没有使用过第一位，所以我试图将整个事情转移到一个地方。但是，当我尝试打印新的移位数字时，它总是打印 4294967295，所以我猜这是一个溢出。但是，为什么我不能使用那个位？有办法吗？

如果不使用第一位，它可以正常工作，像这样（打印在随机数移位前后）：

00000100001100111111001010010111
00001000011001111110010100101110

但如果需要第一位，则会发生这种情况：

01010110100001110011110011011111
42949672950101101000011100111100110111110

请帮忙！！它在技术上是可行的，它只是先打印数字...

 typedef struct{
    int blocks[NUM_BLOCKS];
} WWord;

void printbits(unsigned int n){
    int i;
    //printf("%u = ",n);
    for(i=SIZE_OF_INT*SIZE_OF_BYTE-1;i>=0;i--){
        int mask = 1<<i;
        int maskedn = n&mask;
        int thebit = maskedn >> i;
        printf("%u",thebit);
    }
    printf("\n");
}

void fillword(WWord *word){
    int i;
    for(i=0; i<NUM_BLOCKS;i++){
        unsigned int ran = rand();
        printbits(ran);
        ran = ran<<1;
        printbits(ran);
        word->blocks[i] = ran;
        //word->blocks[i]<<1;
        printf("\n");
    }
}

Answer 1

您似乎在 printbits 函数中使用 int 而不是 unsigned int。所以它将它转换为 signed int ，它使用 MSB 作为符号位。将那些 int 更改为 unsigned int 它会起作用。

如下更改函数：

void printbits(unsigned int n){
    int i;
    //printf("%u = ",n);
    for(i=SIZE_OF_INT*SIZE_OF_BYTE-1;i>=0;i--){
        unsigned int mask = 1u<<i;
        unsigned int maskedn = n&mask;
        unsigned int thebit = maskedn >> i;
        printf("%u",thebit);
    }
    printf("\n");
}

Answer 2

您的 maskedn 被声明为 int 类型。这是一个 有符号 数据类型。

但是你的 ran 是 unsigned 类型。

C 和 C++ 出于移位的目的对有符号和无符号整数类型进行不同的处理：>> 运算符对有符号整数的行为是根据 C 标准实现定义的，正如@chux 指出的那样在评论中。

然而，在大多数 x86 编译器上，有符号右移被实现为 arithmetic shift，这基本上意味着符号位（无符号表示中的最高有效位）被保留而不是向右移动。

如果您设置有符号整数的 MSB，那么您就是在设置 符号位 ，并且当您向右移动时，您正在复制该符号位并超过。参见

这就是为什么您得到一个非常大的数字 4294967295，即 (uint32_t)(0xFFFFFFFF)，或 32 位所有设置为 1。

如果您在任何地方都小心使用无符号整数，那么您将获得预期的行为，即向右移动移动 MSB，而不是复制它。

为什么我不能使用 int 的第一位？

Why can't I use the first bit of an int?

c

bit-manipulation

shift