爲什麼移位運算符似乎循環64位整數？

Question

我正嘗試在C++中使用位數組數據結構。這是簡單的好奇心，但我應該怎麼解釋：

uint64_t a = 1; 
uint64_t b = a << 1; 

cout << (a == (a << 64)) << endl; // get 1 
cout << (a == (b << 63)) << endl; // get 0 

似乎是一個< < x是環時x >= 64，但墊用零時x < 64。我錯了嗎 ？

如果不是，那麼解釋是什麼？我認爲64位整數不是自然循環的。

Answer 1

根據[expr.shift]：

的行爲是不確定如果將右操作數是負的，或以位爲促進左操作數的比大於或等於所述長度。

因此，這是未定義的行爲：

uint64_t a = 1; 
a << 64; 

Answer 2

如YSC說明的那樣，在一個操作中的比類型尺寸更移是未定義的行爲;這個規則來自將位移運算符直接映射到機器代碼指令的願望，在這種情況下，處理器具有不同的行爲。

例如，在x86上，SHL指令將屏蔽移位量爲63（當在64位寄存器上操作時），這可能是您看到a<<64保持爲1的原因（因爲64 & 63 == 0，因此它實際上是一個no- OP）。

請注意，這僅僅是一個簡單的例子（通常情況下，禁用優化，或啓用優化但移位量未知，因此當移位映射到底層平臺移位操作碼時）通常很好地適用。當用常量移動常量時，編譯器可以以更高的精度傳播值並執行內部算法，或者即使在一般情況下，也可以發出在大於數據類型的寄存器中工作並在最後截斷的代碼（例如，合法將一個uint32_t的移位映射到完整的64位寄存器移位，雖然不是特別聰明），因此在這些不合規格的情況下給出了不同的結果。請記住：未定義的行爲是未定義的，你不能真正期望任何特定的事情發生。

另一方面，在兩個步驟中的操作按預期工作，因爲兩個操作都是定義良好的（它們在右側填充零，在左側填充零）。