右移开头的零

Question

我正在尝试做一种左移，它会在开头添加零而不是一。例如，如果我左移 0xff ，我会得到：

 0xff << 3 = 11111000

但是，如果我右移它，我会得到：

 0xff >> 3 = 11111111

我可以使用任何操作来获得相当于左移的操作吗？即我想得到这个：

 00011111

有什么建议吗？

编辑

为了回答评论，这是我正在使用的代码：

 int number = ~0;
number = number << 4;
std::cout << std::hex << number << std::endl;

number = ~0;
number = number >> 4;
std::cout << std::hex << number << std::endl;

输出：

 fffffff0
ffffffff

由于它似乎通常应该起作用，我对为什么这个特定代码不起作用感兴趣。任何想法？

原文由 laurent 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

这就是 C 和二进制算术的工作原理：

如果你左移 0xff << 3 ，你会得到二进制： 00000000 11111111 << 3 = 00000111 11111000

如果你右移 0xff >> 3 ，你会得到二进制： 00000000 11111111 >> 3 = 00000000 00011111

0xff 是一个（有符号的）int，其值为正值 255 。由于它是正数，因此转换它的结果是 C 和 C++ 中定义明确的行为。它不会做任何算术移位，也不会做任何种类或定义不明确的行为。

 #include <stdio.h>

int main()
{

  printf("%.4X %d\n", 0xff << 3, 0xff << 3);
  printf("%.4X %d\n", 0xff >> 3, 0xff >> 3);

}

输出：

 07F8 2040
001F 31

所以你在你的程序中做了一些奇怪的事情，因为它没有按预期工作。也许您正在使用 char 变量或 C++ 字符文字。

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来源：ISO 9899:2011 6.5.7。

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问题更新后编辑

int number = ~0; 给你一个等于-1的负数，假设二进制补码。

number = number << 4; 调用未定义的行为，因为您左移了一个负数。该程序正确地实现了未定义的行为，因为它要么做某事，要么什么都不做。它可能会打印 fffffff0 或者可能会打印粉红色的大象，或者它可能会格式化硬盘驱动器。

number = number >> 4; 调用实现定义的行为。在您的情况下，您的编译器会保留符号位。这称为 算术移位，算术右移以这样一种方式工作，即 MSB 用移位前的任何位值填充。因此，如果您有一个负数，您将体验到该程序正在“移入”。

在现实世界中 99% 的情况下，对有符号数使用位运算符是没有意义的。因此，请始终确保您使用的是无符号数，并且 C/C++ 中没有任何危险的隐式转换规则将它们转换为有符号数（有关危险转换的更多信息，请参阅“整数提升规则”和“通常的算术转换”，关于 SO 的大量好信息）。

编辑 2 ，来自 C99 标准的基本原理文档 V5.10 的一些信息：

6.5.7 移位运算符

K&R 中移位运算符的描述表明，移位长计数应该迫使左操作数在移位之前扩大到长。 C89 委员会认可的一种更直观的做法是，移位计数的类型与结果的类型无关。

C89 中的安静变化

移位长计数不再将移位的操作数强制为长。 C89 委员会确认了 K&R 授予的实现自由，不需要符号右移操作来符号扩展，因为这样的要求可能会减慢快速代码，并且符号扩展移位的有用性是微不足道的。 （将负的二进制补码整数在算术上右移一位与除以二不同！）

原文由 Lundin 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议

Answer 2

如果您明确地转移 0xff 它会按预期工作

cout << (0xff >> 3) << endl; // 31

只有当 0xff 的类型为有符号宽度 8 时（流行平台上的 char 和 signed char ）才应该有可能。

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因此，在常见情况下：

您需要使用无符号整数

(unsigned type)0xff

右移用作除以 2（如果我理解正确，则向下舍入）。

所以当你有 1 作为第一位时，你有 负值，在除法之后它又是 负数。

原文由 RiaD 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议