信号处理中的许多无损算法需要对形式为⌊ 的表达式进行评估a/ 2b⌋，其中a、b是有符号整数(a可能为负，b非负(，⌊·⌋是底函数。这通常会导致以下实现。
int floor_div_pow2(int numerator, int log2_denominator)
{
return numerator >> log2_denominator;
}
不幸的是，C标准规定，如果左操作数具有带符号类型和负值，则>>运算符的结果是实现定义的。
为了确保在所有平台上的正确行为，可以用多个if-else条件替换这个简单的函数，从而导致程序性能较差。(必须处理整数溢出，并考虑numerator是INT_MIN的情况。(
因此，我想问，在C中实现算术右移的最佳实践是什么？理想情况下，我正在寻找编译成与上面的代码片段相同的代码1的构造，同时避免实现定义的行为。
1考虑，例如gcc和x86-64平台
更新：
经过一番思考，我意识到我在上面的问题中做了一个错误的暗示。如果平台不使用2的补码，那么使用算术移位计算负数的底函数是没有意义的。目标是实现表达式⌊a/ 2b⌋以可移植的方式。
#define USES_ARITHMETIC_SHR(TYPE) ((TYPE)(-1) >> 1 == (TYPE)(-1))
int asr(int value, int amount) /* Better codegen on some older compilers */
{
return !USES_ARITHMETIC_SHR(int) && value < 0 ? ~(~value >> amount) : value >> amount ;
}
int asr2(int value, int amount) /* Completely portable */
{
return value < 0 ? ~(~value >> amount) : value >> amount ;
}
此代码决定是否首先使用内置的>>运算符。你可能想信任或不信任预处理器，它会给你与目标体系结构相同的结果，但安全的后备方法是不信任它
让我们来解释value < 0 ? ~(~value >> amount) : value >> amount部分。
- 如果
value >= 0，那么无论>>是逻辑的还是算术的，我们都可以使用它 - 如果
value < 0，则~value是按位补码，它将是正数，并且(~value >> amount)将是可移植的(顶部的amount位数将被清除，其余的如预期向右移位(~(~value >> amount)将翻转所有位，包括将顶部amount的0翻转为1，这正是算术右移所需的
假设USES_ARITHMETIC_SHR(int) == true与-O2一起编译为：的代码
asr(int, int): // x86-64 GCC 4.4.7
mov eax, edi
mov ecx, esi
sar eax, cl
ret
asr(int, int): // x86-64 Clang 3.4.1
mov cl, sil
sar edi, cl
mov eax, edi
ret
asr(int, int): // ARM GCC 4.5.4
mov r0, r0, asr r1
bx lr
这个应该是可移植的，但我也不确定它是否真的是可移植。如果你不是，你可以#define USES_ARITHMETIC_SHR(TYPE) false，也可以省略检查，只检查value < 0。但这会导致一些较旧的编译器上的代码不太优化。
最新版本的编译器(GCC 8+、Clang 7+(将asr和asr2这两个版本编译为与上述相同的高效程序集，因此您可以使用任何一个版本的代码。以下是较旧的编译器如何处理asr2，这是一个非常便携的解决方案。
asr2(int, int): // x86-64 GCC 4.4.7
test edi, edi
js .L8
mov eax, edi
mov ecx, esi
sar eax, cl
ret
.L8:
mov eax, edi
mov ecx, esi
not eax
sar eax, cl
not eax
ret
asr2(int, int): // x86-64 Clang 3.4.1
mov cl, sil
sar edi, cl
mov eax, edi
ret
asr2(int, int): // ARM GCC 4.5.4
cmp r0, #0
mvnlt r0, r0
mvnlt r0, r0, asr r1
movge r0, r0, asr r1
bx lr
在运行时早期的某个时候，您可以检查假设的健全性
int check_sanity()
{
if (~0ll != ~0ll>>8)
{
return 0; // not sane
}
return 1; // sane
}