有符号整数的逻辑右移运算

Question

对有符号整数 -28 进行逻辑右移 3 操作。正确答案是什么？

1. +203
2. +83
3. +3
4. -3

-28 的 2 的补码是 11100100。 现在，如果我应用逻辑右移运算，我不会得到上述任何一个答案。

Answer 1

我几乎可以肯定这是一个棘手的问题。

面试官正在看你是否会回答“-3”。如果你愿意（错误地推理，因为 28>>3 是 3，那么 -28>>3 是 -3），他会意识到你不理解二进制补码。

他要你回答这四个选项都不正确。他想让你

1. 解释逻辑如何右移，
   与算术右移不同，
   把一个小的负数变成一个巨大的数
   通过转动符号得到正数
   深入研究部分幅度，
2. 指出答案取决于
   用多少个字节来表示
   一个整数

Answer 2

也许诀窍不在于假设二进制补码表示形式。假设sign-and-magnitude表示，答案可以是-3，因为大多数移位实现不涉及符号位。

Answer 3

这是一个愚蠢的问题，因为：

• 负数在左边添加 0 还是 1 并没有被普遍定义（维基百科说“空位被填充，通常用零填充” - 我的强调）
• 未讨论所涉及的整数大小，并且
• 使用了负数的多种按位表示形式。

某些语言（如我认为的 Java）使用了新的最高有效位，因此任何没有合适 CPU 指令的平台都必须发出多个指令来计算所需的答案，而其他语言可能会在CPU 本身提供的行为。

2 的补码是负数最常见的表示形式。你的问题指出“-28的2的补码是11100100。”...我猜这没有作为问题的一部分提供（如果是的话有点奇怪，因为它在答案之后）。仍然...

如果我们用 2 的补码运行...

11100100 >> 3 = 00011100 or 11111100 = 28 or -4

如果表示是 1 的补码：

11100011 >> 3 = 00011100 or 11111100 = 28 or -3

如果表示是符号位，绝对值：

10011100 >> 3 = 00010011 or 11110011 = 19 or -(127-12)=-115

(note that the question says a logical bit shift, which by definition ignores any possible interpretation of the bits, so the sign bit is shifted along with others)

Re #bits in an int...我认为这很明显，那就是导致值太大而无法匹配任何选项，否则不会有任何区别（如果在左侧添加 1 作为 1 或 2 的补码），我们可以忽略该问题。

因此，除非我上面的快速计算出错，否则 -3 是在任何合理的架构上唯一可能正确的答案，但可能性仍然很小。总而言之，我想知道他们是否实际上没有进行测试，看看谁有信心不回答问题，或者注释说没有一个答案可能是正确的......

Answer 4

将有符号整数右移可以做很多事情：

1. 如果数字为负数，它将对结果进行符号扩展（在左侧移动 1 位），这应该具有使数字看起来像较小的负数。
2. 如果数字是正数，则每移动一位，它就会将其除以二。

但这种行为在技术上是“实现定义的”。

请参阅这篇文章： 移位运算符（<<、>>）是算术运算符还是逻辑运算符C？