我们可以在while循环内左移一个值吗？

Question

我尝试使用左移来使用计数器来识别setbit。当我尝试左移var时，我发现它陷入了无限循环，只有零被打印。以下代码有什么问题？在while循环内使用左移甚至合法吗？

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(int argc, char **argv)
{
    int var =1;

    while(var<INT_MAX)
    {   
        var = var<<1;
        printf("%d\n", var);        
    }

    return 0;
}

Answer 1

在循环内使用移位操作非常好。您的代码存在的问题是var永远不会等于或大于INT_MAX。

为了更好的理解，让我用8位有符号整数而不是32位有符号整数解释问题。

您以值var = 00000001b开头（b表示它是一个二进制数），而8位带符号整数的INT_MAX为INT_MAX = 01111111b = 127（请注意，最高位为0，这是因为它是符号位）

现在，如果您向左移动var，则将此单1缓慢向右移动

var << 1 = 00000010b =    2
var << 2 = 00000100b =    4
var << 3 = 00001000b =    8
var << 4 = 00010000b =   16
var << 5 = 00100000b =   32
var << 6 = 01000000b =   64
var << 7 = 10000000b = -128
var << 8 = 00000000b =    0

在第七次移位后，1位达到最高位，但是由于我们有一个8位带符号整数，因此我们将10000000b解释为不是128，而是解释为-128，因此var < INT_MAX将始终为真。

如果您不知道为什么会这样，您可能需要阅读two complement号。

Answer 2

在此循环中

while(var<INT_MAX)
{   
    var = var<<1;
    printf("%d\n", var);        
}

var永远不能等于INT_MAX，因为其中只设置了一位

int var = 1;

已转移。

尝试以下循环：

while(var<INT_MAX)
{   
    var = ( var << 1 ) + 1;
    printf("%d\n", var);        
} 

这里是一个演示程序，为简单起见，这里使用了签名类型signed char，而不是使用signed type int。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void) 
{
    signed char var = 1;

    while ( var  < SCHAR_MAX )
    {   
        var = ( var << 1 )  + 1;
        printf( "%d\n",  var );        
    }

    return 0;
}

程序输出为

3
7
15
31
63
127

并且根据C标准（5.2.4.2.1整数类型<limits.h>的大小]

— maximum value for an object of type signed char
SCHAR_MAX +127 // 2^7 − 1