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来,想一下:x/2 在什么时候不等于 x>>1?

2023-02-28

地球人都知道,在计算机的世界,乘法和除法可以使用移位来实现,例如下面的两条等式:x*2≡x<<1x/2≡x>>1但实际上,有时候事情并不是你想的那样。在C语言标准中,没有要求有符号整数的内部表示为2的补码。在计算机中,对于一个正数会有一个统一的表示法,但如果这个数字是一个负数

地球人都知道,在计算机的世界,乘法和除法可以使用移位来实现,例如下面的两条等式:x * 2 ≡ x << 1x / 2 ≡ x >> 1

但实际上,有时候事情并不是你想的那样。在C语言标准中,没有要求有符号整数的内部表示为2的补码。在计算机中,对于一个正数会有一个统一的表示法,但如果这个数字是一个负数,则它可以有不同的表示。如果 x 是一个负数,那么,x * 2 和 x << 1 在符号/量级系统上完全不同。

但是,Win32 需要执行在一台基于二进制补码的硬件系统上,在这种情况下,第一个等价 x * 2 ≡ x << 1 确实总是正确的。当然,编译器可以自由地识别这一点,并重写你的乘法或移位运算。 事实上,它很可能这样做,因为 x + x 比乘法或移位更容易配对。 移位操作或乘以二可能会被重写为更接近 add eax,eax 指令的东西。 至于第二个所谓的等价式,C 语言规范最初没有规定负数除以正数是四舍五入还是四舍五入为零,但在1999年,规范被修订为要求四舍五入到零。 此外,未指定负值右移的结果,因此如果 x 为负值,表达式 x >> 1 具有未指定的结果。

即使你假设移位用符号位填充,如果 x 为负数,移位和除法的结果也不同。

(-1) / 2 ≡ 0(-1) >> 1 ≡ -1

这个故事的寓意

如果你想做什么,就请明确地告诉编译器我要做什么。如果要你想除以2,请写”/2″,而不是”>>1″。

总结

我一直没弄明白移位的细节,总是需要用到的时候,拿出一张纸,用笔来画出移位的示意图。我的大脑,还是比不过你CPU啊。那本<<深入理解计算机系统>>,我还得再拿出来读读。