一个C/C++中的移位操作问题

摘要：关于c/c++中由于CPU位宽造成的一个移位操作问题，b = ~a>>1中b的值的问题。
先看一段代码：

1:  #include <stdio.h>

2:

3:int main()

4:  {

5:      unsigned char a = 0xAA ;

6:      unsigned char b = 0x00 ;

7:      b = ~a>>1 ;

8:      printf("0x%X",b) ;

9:      return 0 ;

10:  }

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VC中运行的输出结果是：0xAA，原书中解释是运算符~的优先级小于>>（当然这是不可能滴，毫无疑问~优先于>>），但是最后的结果感觉确实是运算>>再做~操作的。但是我个人觉得应该是0x2A，于是又在TC下运行，结果果然是0x2A，与自己的计算结果相同。

为什么会有不同结果呢？于是我在其他多种编译器上运行了这段代码，比如：gcc，lcc，bcc等，结果都是0xAA，那么问题又在哪儿呢？

即使将程序代码修改为：

1:  b = (~a)>>1 ;

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结果还是一样，说明确实是~运算符优先于>>。程序也是这样执行的。

最后我看了一下VC中的汇编代码：

1:  0041339E  mov         byte ptr [a],0AAh

2:  004133A2  mov         byte ptr ,0

3:

4:  004133A6  movzx       eax,byte ptr [a]

5:  004133AA  not         eax

6:  004133AC  sar         eax,1

7:  004133AE  mov         byte ptr [b],al

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终于弄懂了是怎么回事，在对a取反的时候先进行了一个自动的类型转换，转换结果为int型（从这里可以看出32位机CPU一次必须操作32个bit，不能只操作其中低8位），所以~a运算的结果就是0xFFFFFF55，那么对于有符号的数做右移操作实际上用的是SAR指令（不是SHR，两者的区别在后面说明），移位之后结果变为0xFFFFFFAA，然后在将其转换为unsigned char 类型赋值给变量b，那么b的值最后就是0xAA了。

那么为什么在TC上的结果会是0x2A了呢？那是因为TC中模拟的是8086体系的CPU结构（一个验证方法就是sizeof(int)==2），相当于运行于16bit位宽的计算机上，在这种结构中，CPU的寄存器位宽是16bit，但是有部分16bit寄存器可以分为两个8bit寄存器来独立操作，也就是说，在TC上运行时，~a操作不会进行类型转换，并且由于是unsigned char类型，结果就是0x55，然后直接对8位宽的0x55右移（采用SHR指令），结果就是0x2A了。

这个问题可以简化为：

1:  unsigned int c = 0xFFAA;

2:  int b  ;

3:unsigned int d;

4:  b = a>>1 ;  /* 0xFFD5  */

5:  d = c>>1 ;  /* 0x7FD5  */

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可以使用Keil验证上述想法，在Keil C166中采用16为的CPU和Keil for Arm中采用32位的CPU结果与上述描述的一致。

[b]补充知识

;SHR(Shift Right):      逻辑右移    最高位移动至次高位，然后最高位补零
;SAR(Shift Arithmetic Right): 算术右移    这种情况下，最高位是符号位，最高位移动至次高位，最高位保持不变