c - 二进制数 : strange differences between + and |

Question

我正在尝试用 c 操作二进制数。我用下面的最小代码发现了一个奇怪的事情。谁能告诉我“+”和“|”有什么区别这里？谢谢!

char next_byte1 = 0b11111111;
char next_byte2 = 0b11110101;
short a = (next_byte1 << 8) | next_byte2;
short b = (next_byte1 << 8) + next_byte2;
printf("a vs b is %d ~ %d.\n", a, b);

它显示:a vs b 是 -11 ~ -267，即 0b11111111 11110101 和 0b11111110 11110101。我对这个结果很困惑。

Answer 1

永远不要将 char 用于二进制/按位算术，因为它具有实现定义的符号性并且可能是负数。通常，在默认 C 类型上使用 stdint.h。

如果 char 是有符号的，那么在变量初始化期间，其中的值最终会以二进制补码形式转换为 -1。这发生在 next_byte1 和 next_byte2 上。

每当您在表达式中使用小整数类型时，它通常会被提升为有符号 int 。因此，在您左移之前，您的 -1 (0xFF) 会更改为 -1 (0xFFFFFFF)。

左移负操作数是未定义的行为，这意味着任何类型的错误都可能遍布您的程序。在这种情况下会发生这种情况，因此无法保证结果。

显然，在您的情况下，未定义的行为表现在您以二进制表示的大负数 0xFFFFFF00 结束时。

| 和 + 之间的区别在于后者关心符号，因此在 + 的情况下，您最终将负数相加，但在 | 的情况下，二进制表示只是或:一起。

您可以通过以下方式修复程序:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(void)
{
  uint8_t next_byte1 = 0xFF;
  uint8_t next_byte2 = 0xF5;
  uint16_t a = (next_byte1 << 8) | next_byte2;
  uint16_t b = (next_byte1 << 8) + next_byte2;
  printf("a vs b is %d ~ %d.\n", a, b);
}

现在 | 和 + 按预期工作。