位运算：有符号整数右移和无符号整数右移的区别 |
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如果我们定义一个有符号整数 int a = 0x80000000; 然后执行 a = a >> 1; 那么a将变为0xc0000000; 我们再定义一个无符号整数 unsigned int b = 0x80000000; 然后执行 b = b >> 1; 那么b则将变为0x40000000; 为什么有这样的差别呢？ 先写一小段代码，看看右移的演变过程： 1 #include 2 3 int 4 main(int argc, char *argv[]) 5 { 6 int a = 0x80000000; 7 unsigned int b = 0x80000000; 8 9 (void) printf("|%2s| %10s | %10s\n", "ID", "int", "unsigned int"); 10 (void) printf("|%2d| 0x%08x | 0x%08x\n", 0, a, b); 11 for (unsigned int i = 1; i > 1; 13 b = b >> 1; 14 (void) printf("|%2d| 0x%08x | 0x%08x\n", i, a, b); 15 } 16 17 return (b & a); 18 }编译和执行， $ gcc -g -Wall -std=gnu99 -o foo foo.c $ ./foo |ID| int | unsigned int | 0| 0x80000000 | 0x80000000 | 1| 0xc0000000 | 0x40000000 | 2| 0xe0000000 | 0x20000000 | 3| 0xf0000000 | 0x10000000 | 4| 0xf8000000 | 0x08000000 | 5| 0xfc000000 | 0x04000000 | 6| 0xfe000000 | 0x02000000 | 7| 0xff000000 | 0x01000000 | 8| 0xff800000 | 0x00800000 | 9| 0xffc00000 | 0x00400000 |10| 0xffe00000 | 0x00200000 |11| 0xfff00000 | 0x00100000 |12| 0xfff80000 | 0x00080000 |13| 0xfffc0000 | 0x00040000 |14| 0xfffe0000 | 0x00020000 |15| 0xffff0000 | 0x00010000 |16| 0xffff8000 | 0x00008000 |17| 0xffffc000 | 0x00004000 |18| 0xffffe000 | 0x00002000 |19| 0xfffff000 | 0x00001000 |20| 0xfffff800 | 0x00000800 |21| 0xfffffc00 | 0x00000400 |22| 0xfffffe00 | 0x00000200 |23| 0xffffff00 | 0x00000100 |24| 0xffffff80 | 0x00000080 |25| 0xffffffc0 | 0x00000040 |26| 0xffffffe0 | 0x00000020 |27| 0xfffffff0 | 0x00000010 |28| 0xfffffff8 | 0x00000008 |29| 0xfffffffc | 0x00000004 |30| 0xfffffffe | 0x00000002 |31| 0xffffffff | 0x00000001 |32| 0xffffffff | 0x00000000从上面输出的结果中，我们不难看出： 对于有符号整数，每一次右移操作，高位补充的是1； 对于无符号整数，每一次右移操作，高位补充的则是0；规律找到了，下面“透过现象看本质”，反汇编看看其根本原因： 1 (gdb) set disassembly-flavor intel 2 (gdb) disas /m main 3 Dump of assembler code for function main: 4 5 { 5 0x0804841d : push ebp 6 0x0804841e : mov ebp,esp 7 0x08048420 : and esp,0xfffffff0 8 0x08048423 : sub esp,0x20 9 10 6 int a = 0x80000000; 11 0x08048426 : mov DWORD PTR [esp+0x14],0x80000000 12 13 7 unsigned int b = 0x80000000; 14 0x0804842e : mov DWORD PTR [esp+0x18],0x80000000 15 ...... 16 17 11 for (unsigned int i = 1; i > 1; 25 0x08048488 : sar DWORD PTR [esp+0x14],1 26 27 13 b = b >> 1; 28 0x0804848c : shr DWORD PTR [esp+0x18],1 29 30 14 (void) printf("|%2d| 0x%08x | 0x%08x\n", i, a, b); 31 ...... 32 18 } 33 0x080484c8 : leave 34 0x080484c9 : ret 35 36 End of assembler dump. 37 (gdb)注意L24-L28, 24 12 a = a >> 1; 25 0x08048488 : sar DWORD PTR [esp+0x14],1 26 27 13 b = b >> 1; 28 0x0804848c : shr DWORD PTR [esp+0x18],1原来如此，对于有符号整数，右移采用的是sar指令； 而对于无符号整数，右移则采用的是shr指令。 sar : 算术右移 Arithmetic Right Shift | sal : 算术左移 arithmetic left shift shr : 逻辑右移 logic Right SHift | shl : 逻辑左移 logic left shift推荐阅读: Arithmetic shift and Logical shift 总结： 对于左移，无论是算术左移(sal)还是逻辑左移(shl)，低位补充的都是0； 对于右移，算术右移(sar)高位补1，逻辑右移(shr)高位补0。 算术移位应用于有符号数，逻辑移位则应用于无符号数。 (AsLu) |
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