c中负数逻辑右移的实现

Question

有没有一种简单的方法可以在 c 中对负数进行逻辑右移，就像我们使用 >> 进行算术右移一样？

Answer 1

右移负数调用 C 中实现定义的行为。标准未指定会发生什么，但留给编译器指定。所以它可能导致算术移位，或者逻辑移位，或者可能完全是其他东西（比如旋转，虽然我从未听说过）。除非阅读特定的编译器文档，否则您无法知道或假设哪种方法适用于您的编译器。

无符号数总是使用逻辑移位。所以如果你想对一个负数进行逻辑移位，那么在移位之前转换为无符号：

int32_t i = -1;

i = (int32_t) ((uint32_t)i >> n); // guaranteed to give logical shift

同理，如果要保证算术移位：

int32_t i = -1;
bool negative = i < 0;

if(negative)
{
  i = -i;
}

i = (int32_t) ((uint32_t)i >> n);

if(negative)
{
  i = -i;
}

Answer 2

逻辑右移是通过在移位前将 int 值转换为 unsigned 来完成的：

int lsr(int n, int shift) {
    return (int)((unsigned)n >> shift);
}

算术右移不能直接使用 >> 运算符对 C 中的负值进行运算，因为它的效果是实现定义的。这是一个没有测试的简单替代方案，它复制 2s 补码架构上所有值的符号位：

int asr(int n, int shift) {
    unsigned u = (unsigned)n;
    return (int)((u >> shift) | ~(((u & (unsigned)INT_MIN) >> shift) - 1));
}

这是一个简单的测试程序：

#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int lsr(int n, int shift) {
    return (int)((unsigned)n >> shift);
}

int asr(int n, int shift) {
    unsigned u = (unsigned)n;
    return (int)((u >> shift) | ~(((u & (unsigned)INT_MIN) >> shift) - 1));
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    int n = (argc < 2) ? -2 : strtol(argv[1], NULL, 0);
    int shift = (argc < 3) ? 2 : strtol(argv[2], NULL, 0);

    printf("%d >> %d = %d\n", n, shift, asr(n, shift));
    printf("%d >>> %d = %d\n", n, shift, lsr(n, shift));

    return 0;
}

c中负数逻辑右移的实现

Implementation of logical right shift of negative numbers in c

c

operators

bit-shift