c - 关于左移和右移运算符

Question

void times(unsigned short int time)
{
    hours=time>>11;
    minutes=((time<<5)>>10);
}

接受输入 time成为24446

输出值为

小时 = 11

分钟 = 763

期望值是

小时 = 11

分钟 = 59

这段代码中正在进行什么内部处理？

24446 的二进制文件是0101111101111110

Time>>11给出 01011这意味着 11 .

((Time<<5)>>10)给出 111011这意味着 59 .

但是这里还发生了什么？

Answer 1

What else is going on here?

如果time是unsigned short , 之间有一个重要的区别

minutes=((time<<5)>>10);

和

unsigned short temp = time << 5;
minutes = temp >> 10;

在这两个表达式中，time << 5计算为 int ，因为整数提升规则。 [注释 1 和 2]。

在第一个表达式中，这个 int然后将结果右移 10。在第二个表达式中，对 unsigned short temp 的赋值将结果缩小为 short ，然后右移 10。

所以在第二个表达式中，高阶位被删除(通过转换为 unsigned short )，而在第一个表达式中，如果 int 则它们不会被删除。比 short 宽.

第一个表达式还有另一个重要的警告。由于整数提升可能会改变 unsigned short进入 int ，中间值可能有符号，在这种情况下，如果左移足够大，则可能会溢出。 (在这种情况下，它不是。)然后右移可能应用于负数，结果是“实现定义的”；许多实现将负数的右移行为定义为对数字进行符号扩展。这也可能导致意外。

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注意事项:

1. 假设int比 short 宽.如果unsigned int和 unsigned short宽度相同，不会发生转换，您也看不到您描述的差异。 C 标准(使用 C11 草案)的 §6.3.1.1/2 中描述了“整数提升”:

   If an int can represent all values of the original type (as restricted by the width, for a bit-field), the value is converted to an int; otherwise, it is converted to an unsigned
int. These are called the integer promotions. All other types are unchanged by the integer promotions.

   整数提升规则有效地使得无法直接使用小于 int 的类型进行任何算术计算。 ，尽管编译器可能会使用 what-if使用子字操作码的规则。在那种情况下，它们必须产生与使用提升值产生的结果相同的结果；这对于无符号加法和乘法很容易，但对于移位就比较棘手。

2. 位移运算符是算术运算语义的一个异常(exception)。对于大多数算术运算，C 标准要求在执行运算之前应用“通常的算术转换”。通常的算术转换，除其他外，保证两个操作数具有相同的类型，这也将是结果的类型。对于位移位，标准只要求对两个操作数执行整数提升，并且结果将具有左操作数的类型。那是因为移位运算符不是对称的。对于几乎所有的体系结构，不存在不适合 unsigned char 的移位的有效右操作数，显然不需要左右操作数的类型甚至符号相同。

   在任何情况下，与所有算术运算符一样，将执行整数提升(至少)。所以你不会看到比 int 窄的中间结果.