移位导致奇怪的类型转换

Question

以下代码在没有警告的情况下编译：

std::uint16_t a = 12;
std::uint16_t b = a & 0x003f;

但是，随着按位执行移位并导致 'implicit cast warning':

std::uint16_t b = (a & 0x003f) << 10; // Warning generated.

gcc 和 clang 都抱怨存在从 int 到 uint16_t 的隐式转换，但我不明白为什么引入位移会导致右侧表达式突然求值为int.

编辑：对于 clang，我使用 -std=c++14 -Weverything 标志进行编译；对于 gcc，我使用 -std=c++14 -Wall -Wconversion 标志编译。

Answer 1

在使用整数类型进行任何算术运算之前，始终至少要提升到（有时，但在本例中不使用 gcc，unsigned）int。正如您在 this example 中看到的那样，这首先适用于您，无警告变体也是如此。

绕过这些（诚然经常令人惊讶）整数提升规则的最好方法可能是从一开始就使用 unsigned int（或在通用平台上 uint32_t）。

如果你不能或不想使用更大的类型，你可以 static_cast 整个表达式的结果返回 std::uint16_t:

std::uint16_t b = static_cast<std::uint16_t>((a & 0x003f) << 10);

这将正确地产生 RHS 值 mod 2^16.

Answer 2

yet I fail to see why introducing the bit shift would cause the right hand expression to suddenly evaluate to an int.

我认为您误解了警告。在这两种情况下，表达式的计算结果都是 int，但在第一种情况下，结果将始终适合 uint16_t，在第二种情况下则不会。看起来编译器足够聪明，可以检测到并仅在第二种情况下生成警告。

Answer 3

来自 cppreference.com："If the operand passed to an arithmetic operator is integral or unscoped enumeration type, then before any other action (but after lvalue-to-rvalue conversion, if applicable), the operand undergoes integral promotion."

例如：

byte a = 1;
byte b = a << byte(1);

a和1升级为int：int(a)和int(byte(1)).
a 向左移动一位：int result = int(a) << int(byte(1))（结果是 int）。
result 存储在 b 中。由于 int 比 byte 宽，将发出警告。

如果操作数是常量表达式，编译器可能能够在编译时计算结果并在结果不适合目标时发出警告：

byte b = 1 << 1; // no warning: does not exceed 8 bits
byte b = 1 << 8; // warning: exceeds 8 bits

或者，使用 constexpr:

constexpr byte a = 1;
byte b = a << 1; // no warning: it fits in 8 bits
byte b = a << 8; // warning: it does not fit in 8 bits

移位导致奇怪的类型转换

Bit shift leads to strange type conversion

c++

bit-shift

type-conversion