c - 为什么 -1 >> 1 和 0xFFFFFFFF >> 1 会产生不同的结果？

Question

我正在尝试通过将十六进制 FFFFFFFF 右移 1 来判断我的 PC 是否执行算术右移或逻辑右移。

我知道整数 -1 在十六进制中读作 FFFFFFFF，因为它是 1 的二进制补码。将 -1 右移 1 结果为 FFFFFFFF 并显示 PC 执行了算术右移。

但如果我只输入 0xFFFFFFFF >> 1，它会导致 7FFFFFFF 并显示 PC 执行了逻辑右移。为什么会这样？查看下面产生结果的代码:

#include    <stdlib.h>
#include    <stdio.h>

int main ( int argc, char *argv[] )
{
    printf ( "%x >> 1 = %x\n", -1, -1 >> 1 );
    printf ( "%x >> 1 = %x\n", 0xffffffff, 0xffffffff >> 1 );

    return EXIT_SUCCESS;
}

程序的输出是:

ffffffff >> 1 = ffffffff
ffffffff >> 1 = 7fffffff

Answer 1

这不是假设。您认为 0xffffffff 是什么类型？根据C标准，6.4.4.1整型常量，十六进制常量表达式的类型(前面有0x) 是以下第一个可以适用地保存表示值的:

int
unsigned int
long int
unsigned long int
long long int
unsigned long long int

在您的平台上，0xFFFFFFFF 不能表示为 int，因为 int 是 32 位，只有 31 位表示 signed int 中的数量(标准规定一位保留用于符号)。因此使用下一个类型 unsigned int。因此，没有符号位可以通过移位操作进行扩展，因此这是逻辑的而不是算术的。

我如何得出 int 在您的平台上是 32 位的结论可能并不明显。事实上，如果不是 first 行，我无法做出这样的假设，该行算术右移 -1 的值。该转换的结果(转储为 %x)是 0xFFFFFFFF。如果 int 是 native 64 位，则应该转储 0xFFFFFFFFFFFFFFFF。如果没有这些先验知识，则无法假设 0xFFFFFFFF 的单一类型结论，因为它可以很好地表示为宽度为 64 位 (63+1) 的标准带符号 int值 0x00000000FFFFFFFF。由此产生的转变将产生与您现在看到的相同的输出，从而引入了上述假设的替代方案。