为什么C语言将十进制数转64位二进制时会出现比特位重复问题

• 输入参数类型错误：你定义的decToBinary函数接收int类型参数，主流编译环境下int为32位有符号整数，本身就无法容纳64位无符号数值，且有符号数的位运算存在符号位扩展风险。
• 移位操作溢出：代码中1 << index的字面量1默认是32位int类型，当index大于等于32时，左移操作溢出属于C语言未定义行为，你遇到的场景下溢出后移位结果会绕回低32位，导致高32位的计算结果和低32位完全一致，也就是你观测到的比特位重复问题。
• 位运算结果未归一化：1 << index & base_10_number的返回值是对应位的权值（比如第3位为1时返回8），直接赋值给bitmap后打印，除了最低位为1的场景，其他数值都会出现非0/1的异常输出，当前仅测试1时未暴露该问题。

#include <stdio.h>

// 参数替换为64位无符号整数类型
void decToBinary(unsigned long long base_10_number);

int main(void)
{
    decToBinary(1);
    return 0;
}

/* decToBinary: 输入无符号十进制数，输出对应的64位二进制表示 */
void decToBinary(unsigned long long base_10_number)
{
    unsigned short bitmap[64];

    for (int index = 0, pos = 63; index < 64; index++, pos--)
        // 用1ULL指定移位操作为64位无符号整数运算，同时将结果归一化为0/1
        bitmap[pos] = (1ULL << index & base_10_number) ? 1 : 0;
    
    for (int control = 0; control < 64; control++)
        printf("%i", bitmap[control]);
    
    putchar('\n');
}

输入十进制数1时，输出结果为0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001，符合预期。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HerrWeishaupt