Получайте предупреждение за сдвиг отрицательного числа влево

В 5 << -4 и GCC 9.1.0, и Apple LLVM 10.0.1 с clang-1001.0.46.4, нацеленные на x86-64, выдают предупреждающее сообщение («количество сдвигов влево отрицательное» для GCC и «количество сдвигов отрицательное» для LLVM- лязг). В -4 << 3 GCC не выдает предупреждения, но LLVM-clang делает («смещение отрицательного значения не определено»).

Стандарт C не требует диагностики ни в одном из этих случаев, поэтому независимо от того, делает ли компилятор проблему качества реализации (или, возможно, компилятор расширяет C, определяя сдвиги влево отрицательных значений и, следовательно, не учитывает это ошибка).

Когда операнд не является константой, как в z << x и x << 3, мы можем предположить, что компилятор не видит отрицательный операнд, поэтому он не выдает предупреждения. В общем, эти выражения могут иметь определенное поведение: если x не является отрицательным и находится в подходящих границах (не больше ширины z в первом случае и не настолько велик, чтобы x << 3 переполнялся во втором случае), поведение будет следующим. определены (за исключением возможности переполнения z << x). Стандарт C не говорит, что сдвиги влево с типами, которые могут иметь отрицательные значения, т.е., подписанные типы, не определены, просто сдвиги влево с отрицательными значениями не определены. Следовательно, компилятор будет ошибкой выдавать предупреждающее сообщение всякий раз, когда x был подписанным типом в выражении, таком как z << x или x << 3.

Конечно, учитывая int x = -4 и отсутствие каких-либо изменений в x между этой инициализацией и выражениями z << x и x << 3, компилятор может сделать вывод, что сдвиги не определены в этом конкретном случае, и выдать предупреждение. Стандарт не требует этого, и отказ компилятора сделать это просто вопрос качества реализации компилятора.

Краткое объяснение того, что компилятор не выдает предупреждение в таких случаях, заключается в том, что это не требуется.

Определение «undefined» в стандарте также явно указывает, что «диагностика не требуется». Это означает, что стандарт не требует реализации для выдачи диагностики в таких случаях. Причина этого в том, что технически компиляторы могут быть не в состоянии обнаружить все экземпляры неопределенного поведения в разумные сроки или (в некоторых случаях) вообще. Некоторые случаи могут быть обнаружены только во время выполнения. Компиляторы - это сложные фрагменты кода, поэтому - даже если человек может легко распознать проблему, - компилятор может этого не сделать (с другой стороны, компиляторы также обнаруживают проблемы, которые люди не могут легко найти).

Когда диагностика не требуется, есть несколько вещей - все по усмотрению - которые должны произойти, прежде чем компилятор выдаст предупреждение.

Первое, что случается, вызывает беспокойство по поводу «качества реализации» - поставщик или разработчик компилятора решает написать код, который обнаруживает конкретные случаи, и другой код, который выдает предупреждение.

Два шага (обнаружение случая и предупреждение о нем) являются отдельными и полностью дискреционными - стандарт не требует диагностики, поэтому, даже если написан код, обнаруживающий конкретный случай, компилятор все равно не должен выдавать предупреждение о Это. На практике, даже если проблемы обнаружены, разработчики компилятора могут решить не выдавать предупреждение по разным причинам. Некоторые предупреждения относятся к редким крайним случаям, поэтому не стоит их выдавать. Некоторым предупреждениям присуща частота «ложных срабатываний», что приводит к тому, что разработчики жалуются на сообщения об ошибках поставщику компилятора о ненужных предупреждениях, поэтому компилятор по умолчанию настроен так, чтобы их не выдавать.

Следующее требование для выдачи предупреждения - это то, что пользователь компилятора должен выбрать отображение предупреждений. Благодаря яростному лоббированию производителей со стороны разработчиков - большинство современных компиляторов настроены ПО УМОЛЧАНИЮ, поэтому они выдают относительно небольшое количество предупреждений. Поэтому разработчикам, которым требуется максимально возможная помощь от компилятора, необходимо явно включить его. Например, используя -Wall параметры с gcc и clang.

Поведение сдвига влево любого значения на величину, меньшую, чем размер слова, было указано в C89 для всех целочисленных значений левого операнда, даже несмотря на то, что указанное поведение для отрицательных левых операндов часто было бы не идеальным для не двойных - платформы комплемента-комплемента или на платформах с улавливанием ошибок в случаях, когда повторное умножение на два может привести к переполнению.

Чтобы не требовать от реализаций поведения неидеального, авторы C99 решили разрешить реализациям обрабатывать такие случаи, как они сочли нужным. Вместо того, чтобы пытаться угадать все места, где у реализаций может быть веская причина отклониться от поведения C89, авторы стандарта C99 предположительно ожидали, что реализации будут следовать поведению C89, не имея веской причины для иного , принуждал ли их к этому Стандарт или нет.