c++ - 为什么是0x7FFFFFFFull | (1 << 31) 在 C++ 中返回 0xFFFFFFFFFFFFFFFF？

Question

当我执行 (0x7fffffff | 0x8000000) 时，我得到 0xffffffffffffffff 而不是预期的 0xffffffff。我错过了什么？

一些示例代码和输出来说明我的问题。

代码:

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
        unsigned long long val = 0;

        for (int i = 0; i < 64; i++) {
                val |= 0x1 << i;
                cout << i << ": " << std::hex << val << std::dec << endl;
        }

        return 0;
}

输出:

0: 11: 32: 73: f4: 1f5: 3f6: 7f7: ff8: 1ff9: 3ff10: 7ff11: fff12: 1fff13: 3fff14: 7fff15: ffff16: 1ffff17: 3ffff18: 7ffff19: fffff20: 1fffff21: 3fffff22: 7fffff23: ffffff24: 1ffffff25: 3ffffff26: 7ffffff27: fffffff28: 1fffffff29: 3fffffff30: 7fffffff31: ffffffffffffffff32: ffffffffffffffff33: ffffffffffffffff34: ffffffffffffffff35: ffffffffffffffff36: ffffffffffffffff37: ffffffffffffffff38: ffffffffffffffff39: ffffffffffffffff40: ffffffffffffffff41: ffffffffffffffff42: ffffffffffffffff43: ffffffffffffffff44: ffffffffffffffff45: ffffffffffffffff46: ffffffffffffffff47: ffffffffffffffff48: ffffffffffffffff49: ffffffffffffffff50: ffffffffffffffff51: ffffffffffffffff52: ffffffffffffffff53: ffffffffffffffff54: ffffffffffffffff55: ffffffffffffffff56: ffffffffffffffff57: ffffffffffffffff58: ffffffffffffffff59: ffffffffffffffff60: ffffffffffffffff61: ffffffffffffffff62: ffffffffffffffff63: ffffffffffffffff

Answer 1

首先，您的代码没有执行您在标题/问题中所说的操作；我已经编辑了标题。

问题是1 << 31 。如果你有32位int (显然你这样做，从结果来看)，这会导致算术溢出。在 C++14 中，这是实现定义的行为；在 C++14 之前，它会导致未定义的行为。 Reference .

通常，实现定义的行为是生成设置了符号位而未设置其他位的 int。在 2 的补码中，该值为 INT_MIN 。然后，您可以在 unsigned long long 之间执行算术运算。和一个int 。这定义为:int转换为unsigned long long .

将有符号整数转换为无符号整数是通过将其环绕(模算术)模 ULLONG_MAX+1 来完成的。所以结果是(unsigned long long)INT_MIN是一个非常大的正数，事实上0xFFFFFFFF80000000 。 (要检查这一点，请添加 0x80000000 以获得 0 )。

所以你实际上在做0x7FFFFFFF | 0xFFFFFFFF80000000这给出了观察到的结果。

<小时/>

后来情况变得更糟:1 << 32较大的值会由于移动整个类型的宽度而导致未定义的行为。

要解决此问题，请更改 0x1在你的代码中 1ull 。您将转移 unsigned long long ，而不是 int .