ARM CMSIS-NN库乘2的幂为何用移位后相乘而非直接移位写法

• C语言标准明确规定，有符号整数左移操作如果数值为负，或者移位后的结果超出该类型可表示的范围，属于未定义行为（UB）。你给出的示例中val是int32_t带符号类型，如果val为负，直接写val << shift的行为完全不受标准约束，编译器可能生成不符合预期的代码，甚至直接优化掉整段逻辑。
• 乘法写法的行为是完全明确定义的：1 << shift在CMSIS-NN的业务逻辑中会保证shift取值在0~30之间，避免1移位后溢出，得到的是一个正的int32_t整数，有符号数乘正整数的结果规则完全符合补码运算预期，不存在未定义行为。
• 两种写法的实际运行效率没有区别。现代编译器只要开启O1及以上优化，会自动把乘以2的幂的操作转换为等价的移位指令，完全不会有额外的性能损耗，和直接写移位的运行效率完全一致。

其他使用直接移位的场景，要么val是无符号整数类型（无符号整数左移的行为是标准明确定义的，溢出也会按模2^n规则处理），要么业务逻辑已经100%保证val是非负的有符号数，此时左移的行为是确定的，所以可以直接写移位。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fabian