按位移位*负数以反转数字中的位

Question

按位移位负数是否有效？例如，如果我有以下代码：

#include <stdint.h>
uint32_t reverse_bits (uint32_t n)
{
    uint32_t result = 0;    
    for (int i = 0; i < 32; i++) 
    {
        uint32_t bit = n & (1 << i);
        bit <<= 31 - i * 2;
        result |= bit;
    }
    return result;
}

这是我期望在所有体系结构上工作的东西吗（具体来说，表达式 x << shift_amt 的结果，其中 shift_amount < 0 为真，等同于 x >> -shift_amt）？

注意：这是不是关于执行位移对一个负数的行为的问题（即-1 << 1).

完整的测试程序如下：

#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
uint32_t reverse_bits (uint32_t n)
{
    uint32_t result = 0;
    for (int i = 0; i < 32; i++)
    {
        uint32_t bit = n & (1 << i);
        bit <<= 31 - i * 2;
        result |= bit;
    }
    return result;
}
void print_bits (uint32_t n)
{
    for (int i = 0; i < 32; i++)
        putchar(n & (1 << i) ? '1' : '0');
    putchar('\n');
}
int main ()
{
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        uint32_t x = rand();
        x |= rand() << 16;
        print_bits(x);
        print_bits(reverse_bits(x));
        putchar('\n');
    }
}

Answer 1

C 标准声明按负数移动是 § 6.5.7 paragraph 3:

中明确未定义的行为

If the value of the right operand is negative or is greater than or equal to the width of the promoted left operand, the behavior is undefined.

强调我的。

Answer 2

如前所述，移动负值会调用 undefined behavior as per section 6.5.7p3 of the C standard。

与其尝试猜测何时可以摆脱负面转变，不如更改您的代码，这样您就不需要这样做了。

屏蔽掉您想要的位后，将其移回位置 0，然后将其移至所需位置。另外，确保将常量 1 更改为 1ul，这样您就不会最终将有符号值移入符号位或超出 int 的宽度。还要注意使用 sizeof 来避免硬编码幻数，例如 32.

unsigned long reverse_bits (unsigned long n)
{
    unsigned long result = 0;
    for (int i = 0; i < sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT; i++)
    {
        unsigned long bit = ((n & (1ul << i)) >> i);
        unsigned long shift = (sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT) - i - 1;
        result |= bit << shift;
    }
    return result;
}

按位移位*负数以反转数字中的位

Bitwise shift *by* a negative number to reverse the bits in a number

c

shift

Bitwise shift by a negative number to reverse the bits in a number