位移运算符的结果类型是什么？

Question

考虑以下代码清单：

#include <type_traits>
#include <cstdint>

static_assert(std::is_same_v<decltype(31), int32_t>);
static_assert(std::is_same_v<decltype(31u), uint32_t>);

static_assert(std::is_same_v<decltype((signed char)1 << 1), int32_t>);
static_assert(std::is_same_v<decltype((signed char)1 << 1u), int32_t>);
static_assert(std::is_same_v<decltype((unsigned char)1 << 1), int32_t>);
// Signed result for unsigned char
static_assert(std::is_same_v<decltype((unsigned char)1 << 1u), int32_t>);
// But unsigned for uint32_t
static_assert(std::is_same_v<decltype(1u << 1u), uint32_t>);

使用GCC和Clang编译都很好。但是我对operator<<(uint8_t, uint32_t)感到困惑，为什么结果是有符号的？

- ivaigult

Answer 1

每个[expr.shift]

操作数必须是整数或未作用域枚举类型，将执行整数提升。 结果的类型是提升后左操作数的类型。[...]

因此对于unsigned char和int，左操作数从unsigned char提升为int¹（请参见[conv.prom]），结果类型是提升后左操作数的类型，即int。

---

_{¹ 至少在大多数常见平台上（其中sizeof(char) < sizeof(int)），否则如果sizeof(char) == sizeof(int)，它可能会被提升为unsigned int。}

- Holt

Answer 2

对于 << 运算符，左操作数使用整形提升进行提升。整形提升有一些技术细节，但主要包括：比 int 窄的类型会被提升为int，其他整数类型保持不变。

<< 运算符的结果类型是其左操作数经过提升后的类型。

在您的示例中，(signed char)1 和 (unsigned char)1 比 int 窄，因此它们会被提升为 int，相当于您的 C++ 实现中的 int32_t。 31 是一个 int，因此它保持不变。 31u 和 1u 是 unsigned int，因此它们保持为 unsigned int。

- Eric Postpischil