c - 为什么这个 bit-hack 代码是可移植的？

Question

int v;
int sign; // the sign of v ;
sign = -(int)((unsigned int)((int)v) >> (sizeof(int) * CHAR_BIT - 1));

Q1: 既然 v 是由 int 类型定义的，那么为什么还要再把它转换成 int 呢？跟便携有关系吗？

编辑:

Q2:

sign = v >> (sizeof(int) * CHAR_BIT - 1); 

这个片段不是可移植的，因为signed int的右移位是实现定义的，如何填充左边距位由编译器决定。所以

 -(int)((unsigned int)((int)v) 

做一些便携的把戏。请解释一下为什么会这样。unsigned int 的右移 不是总是在左边距位中填充0 吗？

Answer 1

它不是严格可移植的，因为理论上 int 是可能的和/或 unsigned int有填充位。

在假设的实现中 unsigned int有填充位，右移 sizeof(int)*CHAR_BIT - 1从那以后会产生未定义的行为

sizeof(int)*CHAR_BIT - 1 >= WIDTH

但是对于所有 unsigned int 的实现没有填充位——据我所知，这意味着所有现有的实现——代码

int v;
int sign; // the sign of v ;
sign = -(int)((unsigned int)((int)v) >> (sizeof(int) * CHAR_BIT - 1));

必须设置sign至 -1如果v < 0如果 v >= 0 则为 0 . (注意 - 感谢 Sander De Dycker 指出 - 如果 int 有一个负零，那也会产生 sign = 0 ，因为 -0 == 0 。如果实现支持负零并且负零的符号应该是 -1 ，这种转移和比较 v < 0 都不会产生这样的结果，因此需要直接检查对象表示。)

投向int投到unsigned int之前在转变之前完全是多余的，什么也不做。

它是 - 忽略假设的填充位问题 - 可移植，因为标准规定了到无符号整数类型的转换和无符号整数类型的表示。

转换为无符号整数类型是缩减模 2^WIDTH , 其中WIDTH是类型中值位数，因此结果位于 0 到 2^WIDTH - 1 的范围内包容性。

因为 unsigned int 中没有填充位int 范围的大小不能大于 unsigned int , 以及带符号整数的标准要求 (6.2.6.2) 表示为

• 符号和大小
• 一个的补充
• 补码

最小的可能表示 int值为 -2^(WIDTH-1) .所以负int值(value) -k转换为 2^WIDTH - k >= 2^(WIDTH-1)因此设置了最高有效位。

非负 int另一方面，值不能大于 2^(WIDTH-1) - 1因此它的值将通过转换保留，并且不会设置最高有效位。

所以当转换的结果移动WIDTH - 1时右边的位(同样，我们假设 unsigned int 中没有填充位，因此 WIDTH == sizeof(int)*CHAR_BIT )，如果 int 将产生 0值是非负的，一个 1如果它是负的。