Numeri negativi con spostamento a destra in C

Question

Ho codice C in cui eseguire le seguenti operazioni.

int nPosVal = +0xFFFF; // + Added for ease of understanding 
int nNegVal = -0xFFFF; // - Added for valid reason 

Ora in cui provo

printf ("%d %d", nPosVal >> 1, nNegVal >> 1); 

ottengo

32767 -32768 

È questo prevede?

io sono in grado di pensare una cosa del genere

65535 >> 1 = (int) 32767.5 = 32767 
-65535 >> 1 = (int) -32767.5 = -32768 

Cioè, -32767,5 arrotondato a -32768.

Questa comprensione è corretta?

Answer 1

sembra che la tua implementazione è probabilmente facendo uno spostamento aritmetico bit con due numeri di complemento. In questo sistema, sposta tutti i bit a destra e quindi riempie i bit superiori con una copia di qualunque fosse l'ultimo bit. Così, per il tuo esempio, int trattandoli come 32 bit qui:

nPosVal = 00000000000000001111111111111111 
nNegVal = 11111111111111110000000000000001 

Dopo il turno, hai:

nPosVal = 00000000000000000111111111111111 
nNegVal = 11111111111111111000000000000000 

Se si converte questo torna a decimale, si ottiene 32767 e -32768 rispettivamente.

In effetti, uno spostamento a destra arrotonda verso l'infinito negativo.

Edit: Secondo la sezione 6.5.7 della più recente draft standard, questo comportamento su numeri negativi dipende dall'implementazione:

Il risultato di E1 >> E2 è E1 E2 posizioni di bit a destra in differita. Se E1 ha un tipo senza segno o se E1 ha un tipo firmato e un valore non negativo, il valore del risultato è la parte integrante del quoziente di E1/2 ^E2. Se E1 ha un tipo firmato e un valore negativo, il valore risultante è definito dall'implementazione.

loro dichiarato rational per questo:

Il Comitato C89 ha affermato la libertà nella realizzazione concesso da K & R che non richiedono l'operazione di spostamento a destra firmato a firmare estendere, dal momento che un tale obbligo potrebbe rallentare codice veloce e dal momento che l'utilità segno di cambiamenti prolungati è marginale. (Lo spostamento di un negativo complemento a due intero aritmeticamente giusto posto è non lo stesso dividendo per due!)

Quindi è a carico di attuazione in teoria. In pratica, non ho mai visto un'implementazione non fare uno spostamento aritmetico proprio quando è firmato l'operando di sinistra.

Answer 2

Quando si sposta a destra, il bit meno significativo viene scartato.

0xFFFF = 0 1111 1111 1111 1111, che giuste turni per dare 0 0111 1111 1111 1111 = 0x7FFF

-0xFFFF = 1 0000 0000 0000 0001 (complemento di 2), che giuste turni di 1 1000 0000 0000 0000 = -0x8000

Answer 3

La specifica C non specifica se il bit di segno è spostato o meno. È dipendente dall'implementazione.

Answer 4

A-1: ​​Sì. 0xffff >> 1 è 0x7fff o 32767. Non sono sicuro di cosa fa -0xffff. È strano

A-2: lo spostamento non è la stessa cosa della divisione. È un bit shifting, un'operazione binaria primitiva. Che a volte può essere utilizzato per alcuni tipi di divisione è conveniente, ma non sempre lo stesso.

Answer 5

No, non si ottengono numeri frazionari come 0.5 quando si lavora con numeri interi. I risultati possono essere facilmente spiegate quando si guardano le rappresentazioni binarie dei due numeri:

 65535: 00000000000000001111111111111111 
    -65535: 11111111111111110000000000000001 

Bit spostamento a destra di un bit, e si estendono a sinistra (si noti che questo è carico di attuazione, grazie Trento):

65535 >> 1: 00000000000000000111111111111111 
-65535 >> 1: 11111111111111111000000000000000 

riconvertire decimali:

65535 >> 1 = 32767 
-65535 >> 1 = -32768 

Answer 6

Sotto il livello C, le macchine hanno un core CPU che è interamente intero o scalare. Sebbene in questi giorni ogni CPU desktop abbia una FPU, questo non è sempre stato il caso e anche oggi i sistemi embedded sono realizzati senza istruzioni in virgola mobile.

I paradigmi di programmazione di oggi, i design e le lingue della CPU risalgono all'epoca in cui la FPU potrebbe non esistere nemmeno.

Quindi, le istruzioni CPU implementano operazioni a virgola fissa, generalmente trattati come puramente intero op. Solo se un programma dichiara articoli di float o doppio esistono frazioni. (Bene, puoi usare le CPU ops per "punto fisso" con frazioni ma questo è ora e sempre abbastanza raro.)

Indipendentemente da quanto richiesto da un comitato standard di linguaggio anni fa, tutte le macchine ragionevoli propagano il segno un po 'a destra di numeri firmati. I cambiamenti a destra dei valori senza segno si spostano sugli zeri a sinistra. I pezzi spostati a destra sono lasciati cadere sul pavimento.

Per maggiore comprensione è necessario esaminare "aritmetica a complemento doppio".