Bits Repräsentation von negativen Zahlen

Question

Dies ist ein Zweifel in Bezug auf die Darstellung von Bits vorzeichenbehafteter Ganzzahlen. Wenn Sie beispielsweise -1 darstellen möchten, entspricht dies dem Zweierkomplement von (+1). Also wird -1 als 0xFFFFFFF dargestellt. Jetzt, wenn ich meine Zahl um 31 verschiebe und das Ergebnis drucke, kommt es als -1 zurück.

signed int a = -1; 
printf(("The number is %d ",(a>>31));//this prints as -1 

Also kann mir bitte jemand erklären, wie die Bits für negative Zahlen dargestellt werden?

Danke.

Answer 1

Wenn das obere Bit Null ist, ist die Zahl positiv. Wenn es 1 ist, ist die Anzahl negativ.

Negative Zahlen, die nach rechts verschoben sind, verschieben eine "1" als das oberste Bit, um die Zahl negativ zu halten. Deshalb bekommst du diese Antwort.

Weitere Informationen zum Zweierkomplement finden Sie unter this Stackoverflow question.

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@Stobor weist darauf hin, dass einige C-Implementierungen 0 in den High-Bit statt 1 verschieben könnten [in Wikipedia bestätigt.] In Java ist es zuverlässig eine arithmetische Verschiebung.

Aber die vom Fragesteller ausgegebene Ausgabe zeigt, dass sein Compiler eine arithmetische Verschiebung ausführt.

Answer 2

Werfen Sie einen Blick auf two's complement Beschreibung. Es sollte helfen.

Answer 3

Dies ist eine arithmetische Schiebeoperation, die das Vorzeichenbit beibehält und den Mantissenteil einer vorzeichenbehafteten Zahl verschiebt.

prost

Answer 4

Der Standard C läßt es undefiniert, ob die Rechtsverschiebung eines negativen (notwendigerweise signierten) integer verschiebt Nullen (logische Verschiebung nach rechts) oder Vorzeichenbits (arithmetische Verschiebung nach rechts) in der höchstwertigen Bits. Es liegt an der Implementierung zu wählen.

Folglich stellt portabler Code sicher, dass es keine richtigen Verschiebungen bei negativen Zahlen durchführt. Entweder wandelt es den Wert vor dem Verschieben in den entsprechenden vorzeichenlosen Wert um (wobei garantiert wird, dass eine logische Verschiebung nach rechts verwendet wird, indem Nullen in die freigewordenen Bits gesetzt werden), oder es stellt sicher, dass der Wert positiv ist, oder toleriert die Abweichung in der Ausgabe.

Answer 5

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Rechtsverschiebung. Eine vorzeichenlose Rechtsverschiebung und eine rechtsseitige Verschiebung. Eine vorzeichenlose Verschiebung nach rechts verschiebt die Bits nach rechts, wodurch das niedrigstwertige Bit verloren geht und das höchstwertige Bit durch eine 0 ersetzt wird. Bei einer vorzeichenbehafteten Rechtsverschiebung werden die Bits nach rechts verschoben, was am wenigsten bewirkt bedeutsames Bit ist verloren, und das bedeutendste Bit, um bewahrt zu werden. Eine vorzeichenbehaftete Verschiebung nach rechts teilt die Zahl durch eine Zweierpotenz (entsprechend der Anzahl der verschobenen Stellen), während eine vorzeichenlose Verschiebung eine logische Verschiebeoperation ist. Der Operator ">>" führt eine vorzeichenlose Verschiebung nach rechts aus, wenn der Datentyp, auf dem er ausgeführt wird, vorzeichenlos ist, und führt eine signierte Rechtsverschiebung durch, wenn der Datentyp, auf dem er ausgeführt wird, signiert ist. Was Sie also tun müssen, ist das Objekt auf einen vorzeichenlosen Integer-Typ zu transformieren, bevor Sie die Bit-Manipulation durchführen, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten.

Answer 6

EDIT: Wenn die unten geschrieben wurde, wurde der Code in der Frage geschrieben, wie:

unsigned int a = -1; 
printf(("The number is %d ",(a>>31));//this prints as -1 

Wenn unsigned int mindestens 32 Bit breit ist, dann wird Ihr Compiler nicht wirklich zu produzieren erlaubt ist -1 als Ausgabe von diesem (mit der kleinen Einschränkung, dass Sie den vorzeichenlosen Wert zu int werfen sollten, bevor Sie es an printf übergeben).

Da a ein vorzeichenloses int ist, muss -1 dem Wert von UINT_MAX zugewiesen werden (als kleinster nicht negativer Wert kongruent zu -1 modulo UINT_MAX + 1). Solange unsigned int mindestens 32 Bits auf Ihrer Plattform hat, wird das Ergebnis der Verschiebung dieser vorzeichenlosen Menge um 31 UINT_MAX dividiert durch 2^31, was in int passen muss. (Wenn nicht signiertes int 31 Bits oder kürzer ist, kann es erzeugen, was es mag, weil das Ergebnis der Verschiebung nicht spezifiziert ist).