C语言中char类型变量执行左移操作出现异常行为相关问题问询

你遇到的情况不属于C语言的未定义行为，输出640是完全符合C语言标准的合法结果，核心原因是你忽略了C语言的整数提升规则。

原因解释 #

• 整数提升规则：C标准规定，所有精度低于int的整数类型（包括char、short等）在参与算术运算前，会先被隐式转换为int类型（如果int可以容纳原类型的全部取值，否则转换为unsigned int）。你代码中的char c = 5在执行左移操作前，已经被提升为int类型的数值5，后续的左移操作是在int类型上完成的。
• 运算过程：int类型的最小取值范围是-32768~32767，5左移7位等价于5 * 2^7 = 640，这个结果完全在int的合法取值范围内，不存在溢出问题，因此运算结果确定为640，不属于未定义行为。
• 补充说明：char默认是signed还是unsigned属于C语言的实现定义行为，即便你的运行环境中char为signed，也不会影响本次运算结果，因为整数提升发生在左移运算之前。

如何得到你预期的-128 #

如果你需要将左移结果限制在char类型范围内，需要显式将运算结果强制转换回char类型，修改后的代码如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    char c = 5;
    printf("%d\n", (char)(c << 7));
    return 0;
}

这段代码的输出就是你预期的-128。

什么情况左移属于未定义行为 #

只有当对有符号整数执行左移操作后，结果超出该有符号整数类型的取值范围时，才属于未定义行为。你的场景中运算发生在int类型上，结果合法，因此不触发未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jayesh