小类型（char 和 short）来回移动的行为

Question

假设我想将变量 c 的前 i 位设置为零。其中一种方法是左移 i 位，然后右移相同的量。这是一个执行此操作的简单程序：

#include <iostream>

int main() {
    using type = unsigned int;
    type c, i;
    std::cin >> c >> i;
    c = (c << i) >> i;
    std::cout << c << "\n";
    return 0;
}

但是当类型为unsigned short或unsigned char时，这不起作用，c保持不变。从一方面来看，这是完全可以预料的，因为我们知道寄存器至少有 32 位宽，并且来回移动一个或两个字节不会将最左边的位设置为零。但问题是：这样的行为如何符合标准和operator<<的定义？从语言的角度来看，c = (c << i) >> i; 的行为与 c <<= i; c >>= i; 不同的原因是什么？它甚至定义了行为吗？如果是，是否有其他示例在语义等效代码之间呈现不同的行为？（或者为什么这两行不等效？）
我还查看了生成的程序集，对于任何类型，使用 -O2 看起来或多或少都像这样：

    sall    %cl, %esi
    shrl    %cl, %esi

但是如果我们让 i 常量，那么 g++ 会用 2^(n_bits - i) - 1 掩码整数，但从不为短裤和字符生成任何指令，并在从 cin 获取后立即打印它们。所以，它明确地知道它是如何工作的，因此应该在某个地方记录这种行为，即使我找不到任何东西。

P.S. 当然还有更可靠的方法将所需位设置为零，例如 gcc 使用 when knows i，但这个问题更多的是关于行为规则而不是设置位域。

Answer 1

how does such behavior comply with the standard and the definition of operator<<?

您观察到的行为符合标准。

Is it even defined behavior

是的，它被定义了（假设i不会太大而导致溢出；您将无法使用此方法将所有位设置为零）。

why aren't this two lines equivalent?

因为C++中没有比int低阶的整数类型的算术运算，所有较小类型的算术操作数都隐式转换为signedint。这种隐式转换称为提升。

有符号右移和无符号右移的行为不同。有符号右移扩展最左边的位，使符号保持不变，而无符号右移用零填充最左边的位。

第二个版本的行为不同，因为中间结果具有较小的无符号类型，而第一个版本中的中间结果是提升的有符号 int（在 short 和 [=15 的系统上=] 小于 int).

小类型（char 和 short）来回移动的行为

Behavior of back and forth shift of small types(char and short)

c++

g++