c++ - 如何制作未定义的移位 “correct”

Question

在C++中，将n -bit整数移位n是未定义的行为:

std::uint64_t v = 1;
v = v << 64; // Undefined behaviour
std::cout << v << std::endl;

上面的代码在我的机器上打印 1。这样的移位的“正确”结果应该为0，并且天真的解决方法是使用分支:

std::uint64_t v = 1;
std::uint64_t offset = 64;
v = offset >= 64 ? 0 : v << offset;
std::cout << v << std::endl;

有没有不用分支就可以得到相同结果的方法？

Answer 1

是。
我们要解决的问题是，如果offset大于或等于64，则结果为零。
战略:

向右偏移6位，称为temp。

如果temp为零，我们想将掩码初始化为全部1位，否则全部为0位。我们可以通过设置mask = !!temp - 1来实现。

现在只需按位-以及v和offset和mask即可。

实现方式:

uint64_t shift(uint64_t value, uint64_t offset) {
    uint64_t temp = offset >> 6;
    uint64_t mask = (!!temp) - 1;
    return (value & mask) << (offset & mask);
}

除了移动 offset之外，您还可以按位进行操作-并且使用 ~0x3F可能会更快。

uint64_t shift(uint64_t value, uint64_t offset) {
    uint64_t mask = (!!(offset & ~0x3F)) - 1;
    return (value & mask) << (offset & mask);
}