c语言中负数逻辑右移的实现

Question

是否有一种简单的方法可以在c中对负数进行逻辑右移，就像我们如何对>>进行算术右移一样?

Answer 1

右移的负数调用c中实现定义的行为。标准没有指定将会发生什么，而是留给编译器来指定。因此，它可能导致算术移位，或逻辑移位，或者可能完全是其他东西(如旋转，尽管我从未听说过)。除非你阅读了特定的编译器文档，否则你无法知道或假设哪个方法适用于你的编译器。

无符号数总是使用逻辑移位。因此，如果你想在一个负数上进行逻辑移位，那么在移位前转换为无符号:

int32_t i = -1;
i = (int32_t) ((uint32_t)i >> n); // guaranteed to give logical shift

类似地，如果你想保证算术移位:

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动之前将int的值转换为unsigned来完成的:

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

算术右移不能直接用>>算子对C中的负值进行，因为它的效果是实现定义的。下面是一个不需要测试的简单替代方案，它在2s互补体系结构上复制所有值的符号位:

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

下面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 = %dn", n, shift, asr(n, shift));
    printf("%d >>> %d = %dn", n, shift, lsr(n, shift));
    return 0;
}