为什么无符号字符 << 无符号字符的结果不是无符号字符。

Question

我得到了左移的结果，但找不到解释。

unsigned char value = 0xff; // 1111 1111
unsigned char  = 0x01; // 0000 0001

std::cout << "SIZEOF value " << sizeof(value) << "\n"; // prints 1 as expected
std::cout << "SIZEOF shift " << sizeof(shift) << "\n"; // prints 1 as expected

std::cout << "result " << (value << shift) << "\n"; // prints 510 ???

std::cout << "SIZEOF result " <<  sizeof(value << shift) << "\n"; // prints 4 ???

我希望结果为1111 1110，但实际结果为值为1 1111 1110的int数据类型。

如何将无符号字符的位左移，以便截断位并得到结果为1111 1110？

我的目标是读取一系列字节，并将它们解释为长度不同的整数（1-32位）。

F0        F5
1111 0000 1111 0101 

可能是

0F (first 4 bits)
0F (next 8 bits)
05 (last 4 bits)

这与算术不使用比int更小的类型有关吗？

- user1124809

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11111111 << 1 实际上是 111111110，你正在打印表达式的结果，请尝试执行：value = value << shift; 然后 cout << value;。 - Yaniro

Answer 1

引用2011标准的一些草案：

5.8 移位运算符 [expr.shift]

...

操作数应为整型或未作用域枚举类型，将执行整型提升。 结果的类型是被提升的左操作数的类型。

和

4.5 整型提升 [conv.prom]

整数类型（bool、char16_t、char32_t或wchar_t以外）的prvalue，其整数转换等级（4.13）小于int的等级， 如果int能表示源类型的所有值，则可以将其转换为int类型的prvalue；否则，源prvalue可以转换为unsigned int类型的prvalue。

...

因此，value被提升为int，value << shift的类型是被提升的左操作数的类型，即int。

有以下几种方法可以实现您想要的结果：

std::cout << "result " << ((unsigned char)(value << shift)) << "\n";
std::cout << "result " << ((value << shift)&0xff) << "\n";

- Robᵩ

Answer 2

您可以屏蔽您感兴趣的位：

(value << shift) & 0xff

你所看到的是整数提升的结果，这是语言的一部分。想象一下，你正在从两个8位整数组成一个16位整数 - 你不想手动提升到更高的宽度整数，以便将高位和低位放在正确的位置吗？

- Tom Whittock

Answer 3

只需将其转换为无符号字符：

std::cout << "result " << static_cast<unsigned char>(value << shift) << "\n";

或者，使用按位与运算符：

std::cout << "result " << ((value << shift) & 0xFF) << "\n";

- James Johnston