为什么0x7FFFFFFFull | (1 << 31) 在 C++ 中返回 0xFFFFFFFFFFFFFFFF？

Question

当我执行 (0x7fffffff | 0x8000000) 时，我得到的是 0xffffffffffffffff 而不是预期的 0xffffffff。我错过了什么？

一些示例代码和输出来说明我的问题。

代码：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
        unsigned long long val = 0;

        for (int i = 0; i < 64; i++) {
                val |= 0x1 << i;
                cout << i << ": " << std::hex << val << std::dec << endl;
        }

        return 0;
}

输出：

0: 1
1: 3
2: 7
3: f
4: 1f
5: 3f
6: 7f
7: ff
8: 1ff
9: 3ff
10: 7ff
11: fff
12: 1fff
13: 3fff
14: 7fff
15: ffff
16: 1ffff
17: 3ffff
18: 7ffff
19: fffff
20: 1fffff
21: 3fffff
22: 7fffff
23: ffffff
24: 1ffffff
25: 3ffffff
26: 7ffffff
27: fffffff
28: 1fffffff
29: 3fffffff
30: 7fffffff
31: ffffffffffffffff
32: ffffffffffffffff
33: ffffffffffffffff
34: ffffffffffffffff
35: ffffffffffffffff
36: ffffffffffffffff
37: ffffffffffffffff
38: ffffffffffffffff
39: ffffffffffffffff
40: ffffffffffffffff
41: ffffffffffffffff
42: ffffffffffffffff
43: ffffffffffffffff
44: ffffffffffffffff
45: ffffffffffffffff
46: ffffffffffffffff
47: ffffffffffffffff
48: ffffffffffffffff
49: ffffffffffffffff
50: ffffffffffffffff
51: ffffffffffffffff
52: ffffffffffffffff
53: ffffffffffffffff
54: ffffffffffffffff
55: ffffffffffffffff
56: ffffffffffffffff
57: ffffffffffffffff
58: ffffffffffffffff
59: ffffffffffffffff
60: ffffffffffffffff
61: ffffffffffffffff
62: ffffffffffffffff
63: ffffffffffffffff

Answer 1

因为符号扩展 val 是一个 unsigned long long。但是 val 不是你要改变的。您正在移动 0x1，一个 int，然后将其扩展为 long long for the '|='

Answer 2

首先，您的代码没有按照您在 title/question 中所说的执行；我已经编辑了标题。

问题是1 << 31。如果您有 32 位 int（从结果来看，显然您有），这会导致算术溢出。在 C++14 中，这是 implementation-defined 行为；在 C++14 之前，它会导致未定义的行为。 Reference.

通常 implementation-defined 行为将生成设置了符号位且未设置其他位的 int。在 2 的补码中，该值为 INT_MIN。然后，您在 unsigned long long 和 int 之间执行算术运算。这定义为：int 转换为 unsigned long long.

将有符号整数转换为无符号整数是通过将其环绕（模块化算术）模 ULLONG_MAX+1 来完成的。所以(unsigned long long)INT_MIN的结果是一个非常大的正数，实际上是0xFFFFFFFF80000000。（要检查这一点，请向其中添加 0x80000000 以获得 0）。

所以你实际上是在做 0x7FFFFFFF | 0xFFFFFFFF80000000 这给出了观察到的结果。

稍后情况会变得更糟：1 << 32 和更大的字符会由于移动整个字体宽度而导致未定义的行为。

要解决此问题，请将代码中的 0x1 更改为 1ull。您将移动 unsigned long long，而不是 int。

为什么0x7FFFFFFFull | (1 << 31) 在 C++ 中返回 0xFFFFFFFFFFFFFFFF？

Why is 0x7FFFFFFFull | (1 << 31) returning 0xFFFFFFFFFFFFFFFF in C++?

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