为什么`1 << 32`和`int i=32; 1 << i`的结果不同？这是一个 bug 还是 feature？

Question

代码如下。我在VS、clang++和G++上进行了测试，所有这些编译器都显示1 << 32和1 << i(其中i为32)是不同的。我查看了汇编代码，似乎编译器在编译时计算1 << 32的结果。我认为这种不一致应该是一个bug或者只是C++的另一个未定义行为。

#include <iostream>

int main(int argc, char *argv[])
{
    std::cout << (1 << 32) << std::endl;
    int i = 32;
    std::cout << (1 << i) << std::endl;
    return 0;
}

结果：

clang++:
1 << 32:73832
1 << i:1
g++:
1 << 32:73832
1 << i:1

- Yyao

---

你说它会产生不同的结果，但却没有展示这些结果。 - ForceBru

请查看警告。 - πάντα ῥεῖ

您IP地址为143.198.54.68，由于运营成本限制，当前对于免费用户的使用频率限制为每个IP每72小时10次对话，如需解除限制，请点击左下角设置图标按钮（手机用户先点击左上角菜单按钮）。 - Yyao

那么你得到了哪些结果？ - Antti Haapala -- Слава Україні

@ForceBru 我添加了结果。 - Yyao

Answer 1

std::cout << (1 << 32) << std::endl;

如果您的系统上int是4个字节，则此操作为未定义行为。根据标准（关于移位运算符的部分）：

结果的类型是左操作数提升后的类型。如果右操作数为负数或大于等于左操作数提升后的长度（以位为单位），则其行为未定义。

- Giorgi Moniava

Answer 2

C++标准规定：

E1 << E2 的值是将 E1 左移 E2 个二进制位，空出的位填充为零。如果 E1 是无符号类型，则结果的值为 E1×2^E2，对比结果类型能表示的最大值加一取模后的余数。否则，如果 E1 是有符号类型且非负值，且 E1×2^E2 能在结果类型中表示，则该值为结果；否则，行为未定义。

然后：

结果的类型是左操作数提升后的类型。如果右操作数为负数或大于等于左操作数提升后的长度（以位为单位），则行为未定义。

在这种情况下，你不应该期望得到任何好的结果。

- haccks

Answer 3

<<的两个操作数都是int类型，因此结果也是int类型。如果int最大为32位，则两种情况下都会发生有符号整数溢出；有符号整数溢出在C和C++中始终具有未定义行为。

然而，许多人错误地认为未定义行为意味着结果是某个“未指定的int”或者在他们的平台上结果是1 << 32 (mod 2³²)；但事实上，在64位平台上编译器往往会对32位计算使用64位寄存器，因为它们知道在符合规范的程序中计算永远不会溢出，所以在未定义行为的情况下，实际结果可能是一个甚至不适合32位变量的值！

- Antti Haapala -- Слава Україні