2013-08-01 21:17:41
在程序员面试宝典的第五章，5.4节有一道题，指出左移操作符>>的优先级高于按位取反操作符~，是错误的，是整型提升造成的假象；左移>>的优先级是低于取反~的，正如在C++primer等其他教材上所说的，下面给出详细说明。
整型提升后，先取反、再左移的结果与先左移、再取反的结果相等，因而，使人误以为左移操作符>>的优先级高于按位取反操作符~。
注意点：
- 在执行算术操作之前，将二元操作符（如算术或逻辑操作符）的两个操作数转换为同一类型，并使其表达式的值也具有相同的类型。
- 整型提升就是，就是对于所有比int小（此处指的是位宽）的整型，包括char、signed char、unsigned char、short、unsigned short，如果该类型的所有可能的值都包括在int内（如果unsigned short为32位，int也为32位，那么此时int型就不能包括所有的unsigned short，就需提升为unsigned int），它们就会被提升为int型，否则，它们将被提升为unsigned int。
原题如下：
1 int main()2 {3 unsigned char a = 0xa5;4 unsigned char b = ~a>>4;5 printf("b = %d\n",b);6 7 return 0;8 } 运行结果：
1 b = 2452 请按任意键继续. . .
在下面的代码中，用括号指定操作数的结合，如下：
unsigned char a = 0xa5;
unsigned char b = ~a>>4; unsigned char c = (~a)>>4; unsigned char d = ~(a>>4);运行结果显示a\b\c完全相同，这说明并非是因为>>的优先级并不比~的高；
因此，有如下疑问：
按照先取反再左移，结果为什么不是5，而是245？到底谁的优先级高，此处的结果如何解释？
若将上面的左移改为右移，可以看到是先进行取反操作，再进行右移的，由此可以判断右移的优先级比取反的高；而右移与左移的优先级是相同的，可以推断取反比左移的优先级高。那么此处的结果如何解释？
疑问解惑：
实际上，此处的结果是由C++中算术转换中的整型提升造成的，在C++primer 5.12.2节有详细介绍。
在执行算术操作之前，将二元操作符（如算术或逻辑操作符）的两个操作数转换为同一类型，并使其表达式的值也具有相同的类型。
整型提升就是，就是对于所有比int小（此处指的是位宽）的整型，包括char、signed char、unsigned char、short、unsigned short，如果该类型的所有可能的值都包括在int内（如果unsigned short为32位，int也为32位，那么此时int型就不能包括所有的unsigned short，就需提升为unsigned int），它们就会被提升为int型，否则，它们将被提升为unsigned int。
对于b = ~a>>4，首先将a与4都提升为int型，对a = 0xa5，int型的a对应的二进制为0000,0000,0000,0000,0000,1010,0101，
下面是先取反、再移位时的计算过程：
~a的二进制为1111,1111,1111,1111,1111,1111,0101,1010
再左移4位即可得到0000,1111,1111,1111,1111,1111,1111,0101
将该值赋给b，因为b是unsigned char类型的，所以需要将左移后的数据转换为unsigned char型，即为1111,0101也就是十进制的245.
对于先移位再取反，同样也可根据上面的方法计算（列出二进制的计算过程），可以发现，最后得到的数据与上面的是相同的。
下面的代码中给出了int型数据移位、取反操作的验证，同样是先左移、再取反与先取反、再左移的结果是相同的，但不要因此认为左移的优先级高于取反。
记住一点，此处的结果是由于整型提升导致的，并非是移位的优先级高于取反；这也提醒我们，对算术计算之前要进行整型提升，要注意计算过程中数据的位数；因为整型提升，可能会得不到预想的结果，如上面~a>>4不是5，而是245.
下面的测试代码用于验证上面的分析，根据运行结果的显示可以印证上面的分析是正确的。
完整测试代码如下：
1 //测试移位操作符与取反操作符的优先级 2 void TestShift() 3 { 4 //对unsigned char类型左移 5 cout<<"对unsigned char类型左移"< >4; 8 unsigned char c = (~a)>>4; 9 unsigned char d = ~(a>>4); 10 unsigned char e = ~a; 11 unsigned char f = e>>4; 12 13 cout<<(int)a< <<(int)b< <<(int)c< <<(int)d< <<(int)e< <<(int)f< >4; 29 int c1 = (~a1)>>4; 30 int d1 = ~(a1>>4); 31 int e1 = ~a1; 32 int f1 = e1>>4; 33 34 cout<<"a1 = "< <<" b1 = "< <<" c1 = "< <<" d1 = "< <<" e1 = "< <<" f1 = "< < >(unsigned char)4; 99 unsigned char c4 = (~a4)>>(unsigned char)4;100 unsigned char d4 = ~(a4>>(unsigned char)4);101 unsigned char e4 = ~a4;102 unsigned char f4 = e4>>(unsigned char)4;103 104 cout<<(int)a4< <<(int)b4< <<(int)c4< <<(int)d4< <<(int)e4< <<(int)f4<
运行结果如下：
对unsigned char类型左移165245245245905对unsigned char类型右移16516016017590160a1 = 167 b1 = -11 c1 = -11 d1 = -11 e1 = -168 f1 = -11a1 = 00000000 00000000 00000000 10100111b1 = 11111111 11111111 11111111 11110101c1 = 11111111 11111111 11111111 11110101d1 = 11111111 11111111 11111111 11110101e1 = 11111111 11111111 11111111 01011000f1 = 11111111 11111111 11111111 11110101a2 = -1493172224 b2 = 93323263 c2 = 93323263 d2 = 93323263 e2 = 1493172223 f2 =93323263a2 = 10100111 00000000 00000000 00000000b2 = 00000101 10001111 11111111 11111111c2 = 00000101 10001111 11111111 11111111d2 = 00000101 10001111 11111111 11111111e2 = 01011000 11111111 11111111 11111111f2 = 00000101 10001111 11111111 11111111a3 = 167 b3 = -2688 c3 = -2688 d3 = -2673 e3 = -168 f3 = -2688a3 = 00000000 00000000 00000000 10100111b3 = 11111111 11111111 11110101 10000000c3 = 11111111 11111111 11110101 10000000d3 = 11111111 11111111 11110101 10001111e3 = 11111111 11111111 11111111 01011000f3 = 11111111 11111111 11110101 10000000对unsigned char类型左移165245245245905请按任意键继续. . .