C学习：移位幻影之左移一个负数，会发生什么？
- 问题背景
- 无符号数移位问题
- 有符号数移位操作使低位置零问题
问题背景
C语言中，移位是个简单的问题，但又是个高风险的问题。
简单在于，大部分场景都可以理解为乘或除2的幂。风险在于，C语言中对有符号数的移位与无符号数的移位异常场景，未定义：
- 不同位宽转换时的移位过程如何处理？
- 有符号数的左右移动，是逻辑移位，还是带符号移位？
- 无符号数的移动中，移动数为负或超过了符号位宽如何处理？
前两问题中，在《C学习：无符号有符号数的移位问题分析总结》和《C学习：隐藏在负数移位过程中的bug》有过一些探讨，这里就第最后一个问题做一些小结。
无符号数移位问题
之前在《C学习：一个百思不得其解的无符号数移位问题》，也初步聊过，但无法解释下面这个问题。
1<<-1，对无符号数如1左移-1位会发生什么？
照例，先问下AI大模型看它如何应对。Prompt提问是：C语言中，执行这段语句：int b = 1 << -1, 会发生什么？
Copilot回答如下：
在C语言中，执行语句
int b = 1 << -1;会导致未定义行为。原因如下：
- 位移操作符：
<<是左移操作符，用于将一个整数的二进制位左移指定的位数。- 负数位移：标准C语言不允许负数位移。位移操作的位数必须是非负整数。
因此，
1 << -1是非法的，会导致未定义行为。这意味着程序的行为是不可预测的，可能会导致程序崩溃或产生错误的结果。
我理解，不可预测指的是该操作的结果有多义性，具体行为取决于编译器处理，比如可能结果：
- 为0，编译器翻译为右移1位，1>>1
- 直接报错返回，编译器直接返回运行错误码
我的环境，跑的结果是0，会告警，但不会报错。错的是将其作为除数，导致浮点除零。但编译器也没中断，而是将结果存为一个极小值，继续运行。
有符号数移位操作使低位置零问题
t = (t << 8) >> 8，此代码中，t为有符号数int类型，移位结果是否固定？
显然，前文说过，有符号数移位是未定义行为，可能是算术，也可能是逻辑移位。但多数编译器，是使用的算术移位，即带符号移位。
所以，一般场景而言，该行代码能实现有符号数的低8位比特置零的效果。
但是，假如我们不允许对有符号数进行移位，该如何实现有符号数低8位置零操作呢？
容易想到的是，C语言中可通过除法这样实现：t = t / 256 * 256
扩展思考的是，可否不用除法，将有符号数移位过程等价转换到无符号数的位操作上去，从而更高效的实现？
/* Write C code in this online editor and run it. */printf("Hello, World! \n");int num = -10;unsigned int numVer = num;printf("0x%x\n", numVer);num = -33554432; // -2^25()printf("0x%x\n", num);int num_shift = (num << 8) >> 8;printf("0x%x\n", num_shift);
仍存疑中。