《程序员面试金典》5.4位操作题负数左移UB及LeetCode报错咨询

我正在尝试解答《Cracking the coding interview:189 programming questions and solutions,fifth edition》中的第5.4题，题目内容如下：

给定一个正整数，打印其二进制表示中1的位数相同的下一个更小和下一个更大的数。

Stack Overflow上存在完全相同的同类问题，但对应答案全部存在错误。我的提问目的是理解代码无法通过UB检查器的原因，而非仅获取解题思路。

问题1：LeetCode报错与编译告警相关 #

• LeetCode上的「last executed input」是什么含义？是否是触发错误的输入样例？如果是的话，为什么我开启所有-Wall编译参数后，三款编译器都没有给出对应告警？

问题2：原书代码UB错误原因 #

原书给出的代码如下：

class Solution {
public:
    int getNext(int n)
    {
        int c = n;
        int c0 = 0;
        int c1 = 0;
        while (((c & 1) == 0) && (c != 0))
        {
            c0++;
            c >>= 1;
        }
        while ((c & 1) == 1)
        {
            c1++;
            c >>= 1;
        }
        if (c0 + c1 == 31 || c0 + c1 == 0) { return -1; }
        int p = c0 + c1;
        n |= (1 << p);
        n &= ~((1 << p) - 1);
        n |= (1 << (c1 - 1)) - 1;
        return n;
    }
    int getPrev(int n)
    {
        int temp = n;
        int c0 = 0;
        int c1 = 0;
        while ((temp & 1) == 1)
        {
            c1++;
            temp >>= 1;
        }
        if (temp == 0)return -1;
        while (((temp & 1) == 0 )&& (temp != 0))
        {
            c0++;
            temp >>= 1;
        }
        int p = c0 + c1;
        n &= ((~0) << (p + 1));
        int mask = (1 << (c1 + 1)) - 1;
        n |= mask << (c0 - 1);
        return n;
    }
    vector<int> findClosedNumbers(int num) {
        int m = getNext(num);
        int n = getPrev(num);
        return {m,n};
    }
};

运行报错输出如下：

Line 43: Char 14: runtime error: left shift of negative value -1 (solution.cpp)
SUMMARY: UndefinedBehaviorSanitizer: undefined-behavior prog_joined.cpp:53:14

我已查询到相关资料说明左移负数属于未定义行为（Undefined Behavior, UB），但我在godbolt上开启了所有能想到的-Wall相关参数都没有收到告警，是否有类似UndefinedBehaviorSanitizer的编译参数可以检测这类问题？

问题3：社区Stack Overflow答案栈溢出原因 #

社区某Stack Overflow答案的代码无法通过LeetCode测试，对应代码如下：

class Solution {
public:
    vector<int> findClosedNumbers(int num) {
        int m = getNextLarger(num);
        int n = getNextSmaller(num);
        return { m,n };
    }
    int getNextLarger(int num) {
        if (num == 0 || num == -1)
            return num;

        // (1) add 1 to the last set bit
        int largeNum = num + (num & ~(num - 1));

        // (2) move the changed bits to the least significant bits. (right side)
        int flipBits = num & ~largeNum;
        int lastBits = 0;
        while (flipBits != 0) {
            flipBits &= flipBits - 1;
            lastBits <<= 1;
            lastBits |= 1;
        }
        lastBits >>= 1;

        // (2.1) move bits to maintain the same number of set bits.
        largeNum |= lastBits;
        return largeNum;
    }
    //Unhandled exception at 0x0033F4B9 in leetcode.exe: 0xC00000FD: Stack overflow 
    int getNextSmaller(int num) {   //with num=2
        return ~getNextLarger(~num);
    }
};

该代码在输入num=2时会触发栈溢出异常，请问存在什么问题？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mingyEx