有符號整型類型按位運算的結果是否定義良好？

考慮以下代碼：有符號整型類型按位運算的結果是否定義良好？

using integer = int; // or any other fundamental integral type 
using unsigned_integer = typename std::make_unsigned<integer>::type; 
constexpr integer bits = std::numeric_limits<unsigned_integer>::digits; 
integer value = -42; // or any value 
integer mask = static_cast<integer>(1)<<static_cast<integer>(bits-1); 
bool result_and = value & mask; 
bool result_or = value | mask; 
bool result_xor = value^mask;

我想知道如何以及是根據標準定義這些操作。我是否有保證在所有架構上獲得相同的結果？我肯定會對所有體系結構上的符號位進行操作，其符號位爲0（正數），1（負數）？

來源

2015-10-21 Vincent

另請參閱[a和b的結果是什麼？]（http://stackoverflow.com/q/29394518/1708801），它與密切相關但不重複。 –

在標準中，按位和/或按位或按位異或的結果目前未詳細說明，特別是從未定義位位。我們有defect report 1857: Additional questions about bits覆蓋這個問題，並說：

的位操作的5.11 [expr.bit.and]規範， 5.12 [expr.xor]和5.13 [expr.or]使用未定義在描述操作時使用術語「按位」，而不指定是否爲值或視圖中的對象表示。這種分辨率的

某些部分可能被定義的「位」（其否則目前用C未定義++）作爲2.

給定的功率的值和分辨率爲：

CWG決定重新描述操作本身，以避免引用位，將較大的定義「位」等的問題分割爲考慮進一步考慮的問題1943。

這導致合併defect report 1943: Unspecified meaning of 「bit」。

左移符號類型的結果將取決於底層表示。

5.8目前的措辭[expr.shift]第2款使得未定義行爲創建most-：我們可以從做它明確定義向左轉移到符號位並表示defect report 1457: Undefined behavior in left-shift看到這

：由 左移位（簽字）1到符號位，儘管這不是罕見完成，正確適用於大多數（二進制補碼）的架構給定類型的負整數
...如果E1有簽名類型和非負數VA lue，並且E1⨯2E2可以在結果類型中表示，那麼這就是結果值; 否則，行爲是不確定的。

因此，此技術不能用於常量表達式，將破壞大量的代碼。

地注意到對大多數的（二進制補碼）架構正常工作的，聲明的重點。所以它依賴於例如二進制補碼的基本表示。

來源

2015-10-21 09:36:50

關於左和右移位運算符，從C++標準第5.8節：

的行爲是不確定如果將右操作數是負的，或大於或等於所述長度在受促進的左側的位操作數。

然後它說，向左移位運算符E1 < < E2導致一個未定義的行爲當所有滿足以下條件：

左操作數有符號的類型。
左操作數有一個負值，或者它有一個非負值，使E1×2^E2在結果類型中不可表示。

關於右移運算符E1 >> E2，如果左操作數具有帶符號類型和負值，則行爲與實現有關。

按位AND，XOR和OR運算符對所有積分類型都定義良好。這分別在第5.11,5.12和5.13節中規定。

但是，請注意，有符號整數值的表示可以是二進制補碼，一進制補碼或有符號幅度。儘管大多數編譯器使用二進制補碼錶示法。這些包括gcc，VC++，icl和Clang。

來源

2015-10-21 05:40:46

運營商&，|和^是按位，並處理各個位，所以他們會做你寫什麼：應用mask。

左移<<操作符有點棘手。如果您改變負值或者將1移至符號位位置或超出位置，它將導致未定義的行爲。

static_cast<integer>(1)<<static_cast<integer>(bits-1);

看來你轉移1那裏籤位的位置，它是不確定的行爲。

來源

2015-10-21 05:49:33 Stas

有符號整型類型按位運算的結果是否定義良好？

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