c - 位运算 - 表示有符号整数的符号

Question

为什么以下 C 代码不能为负数返回 -1，为 0 返回 0，为正数返回 1？

(((x >> 31) ^ -1) + 1) | (!x ^ 1);

具体来说，当我传入负数时，它返回 1。看起来如果我有一个负数，虽然(即最低有效位在 31 位移位后是 1)，与 -1 进行异或运算会给我 -2(即所有 1 和最低有效位位置的 0)，加 1 会使它成为 -1。

Answer 1

根据 C99 标准，如果 x 为负数，x >> n 的结果是实现定义的。因此，您遇到问题的原因取决于您的编译器和体系结构。

但是，当您移动 x 时，它很可能被符号扩展，即重复最高位以保持符号与操作数相同。这就是我的编译器发生的情况。所以对于任何负数，x >> 31 都是 -1。此外，对于任何非零数字，!x 都是 0(即 false)。这适用于假设 x 是 32 位整数。如果您将 x 设置为无符号整数，它应该可以工作，但请考虑以下替代方案:

(x < 0) ? -1 : ((x > 0) ? 1 : 0)

我认为这有点不那么神秘。

这是一个程序，你可以用它来查看你的表达式在做什么

#include <stdio.h>
#define EVALUATE(x)     printf("%s = %d\n", #x, x)
int main(int argc, char** argv)
{
    unsigned        int x = 51;

    EVALUATE(x >> 31);
    EVALUATE(((x >> 31) ^ -1));
    EVALUATE(((x >> 31) ^ -1) + 1);
    EVALUATE(!x);
    EVALUATE(!x ^ 1);
    EVALUATE((((x >> 31) ^ -1) + 1) | (!x ^ 1));
    return 0;
}