c++ - 为什么将 int 向上移位会产生负数？

Question

我不熟悉位操作技巧，我编写了一个简单的代码来查看对单个数字进行单位移位的输出，即。 2

#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[])
{

  int num=2;

 do
   {
     std::cout<<num<<std::endl;
     num=num<<1;//Left shift by 1 bit.

   } while (num!=0);


  return 0;
}

输出如下。

2
4
8
16
32
64
128
256
512
1024
2048
4096
8192
16384
32768
65536
131072
262144
524288
1048576
2097152
4194304
8388608
16777216
33554432
67108864
134217728
268435456
536870912
1073741824
-2147483648

显然，连续向左移动 1 位，会像上面那样得到零，但是为什么计算机在终止循环之前 在最后 输出一个负数 (因为 num 变为零)??

然而，当我用 unsigned int num=2 替换 int num=2 时，我得到相同的输出，除了最后一个数字这次显示为正数，即 2147483648 而不是 -2147483648

我在 Ubuntu Linux 上使用 gcc 编译器

Answer 1

那是因为int是一个带符号的整数。在two's-complement representation , 整数的符号由最高位决定。

一旦您将 1 移到最高(符号)位，它就会变为负值。

当您使用 unsigned 时, 没有符号位。

0x80000000 = -2147483648 for a signed 32-bit integer.
0x80000000 =  2147483648 for an unsigned 32-bit integer.

编辑:

请注意，严格来说，有符号整数溢出在 C/C++ 中是未定义的行为。 GCC在这方面的行为并不完全一致:

• num = num << 1;或 num <<= 1;通常表现如上所述。
• num += num;或 num *= 2;实际上可能go into an infinite loop on GCC .