如何根据int的符号进行左移或右移？

Question

我需要按

x

位移动

b

，其中

b

可以为正（左移）、零（nop）或负（右移）。

C 位移位不处理负移位。

我可以定义一个内联函数或宏来执行此操作吗？理想情况下，当我编写此内容时，我不需要知道

x

的类型 - 宏（或内联函数？）应该支持任何整数类型。

Answer 1

您可以使用三元运算符通过宏来完成此操作，然后它应该适用于任何整数类型。

#define SHIFT(val, amt) ((amt) >= 0 ? (val) << (amt) : (val) >> (amt))

唯一的问题是如果

amt

有副作用，它们会被执行两次。

Answer 2

如上面评论1和2中所述：

您可以使用内联函数来避免对参数进行多次求值：

static inline uint32_t SHIFT(uint32_t val, int16_t amt)
{
    return (amt >= 0) ? val << amt : val >> -amt;
}

选择适合您需求的参数类型 - 但偏移量可能小至

int8_t

，并且在可预见的将来不会遇到范围问题。

请注意，转换有符号类型会产生影响。 C11 标准§6.5.7 移位运算符 设置了规则：

对每个操作数执行整数提升。结果的类型是提升后的左操作数的类型。如果右操作数的值为负数或大于或等于提升的左操作数的宽度，则行为未定义。

E1 << E2

的结果是

E1

左移

E2

位位置；空出的位用零填充。如果

E1

具有无符号类型，则结果的值为 E1 x 2^E2，比结果类型中可表示的最大值减少模一。如果

E1

具有有符号类型和非负值，并且 E1 x 2^E2 可在结果类型中表示，则这就是结果值；否则，行为是未定义的。

E1 >> E2

的结果是

E1

右移

E2

位位置。如果

E1

为无符号类型，或者

E1

为有符号类型且非负值，则结果值为 E1 / 2^E2 商的整数部分。如果

E1

具有有符号类型和负值，则结果值是实现定义的。

S罗伯特·詹姆斯说：

如所写，您的想法引起了 GCC 关于转换的大量警告。

我回复：

正如我所说，您需要获得正确的类型 - 并且您很可能需要具有不同类型的多个函数作为返回值和移位值：

• SHIFT32

  如上

  uint32_t

  ；

• SHIFT64

  对于 64 位类型使用

  uint64_t

  ；
• 也许

  SHIFT16

  对于 16 位类型使用

  uint16_t

  ；
• 也许（但可能不是）

  SHIFT8

  对于 8 位类型使用

  uint8_t

  。

如果需要，您可以为带符号类型添加变体，但是（正如我之前所说），转移带符号类型并不是一个特别好的主意，尽管您可以找到大量可以做到这一点的代码。

您可以使用宏来编写这些函数：

#define GENERATE_SHIFT_FUNCTION(name, type) \
    static inline type name(size value, uint16_t amt) \
    { \
        return (amt >= 0) ? val << amt : val >> -amt; \
    }

GENERATE_SHIFT_FUNCTION(SHIFT64, uint64_t)
GENERATE_SHIFT_FUNCTION(SHIFT32, uint32_t)
GENERATE_SHIFT_FUNCTION(SHIFT16, uint16_t)

请注意，宏调用末尾没有分号。如果有人在场，就会在顶层引入一个空声明。

现在您可以像使用其他函数一样使用这些函数，并且函数的参数会被计算一次，从而避免了当使用宏而不是内联函数时对多次计算产生的担忧。