編寫安全代碼——小心有符號數的右移操作

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話說有這樣的一段代碼：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>


static void divide_by_two(int num)
{
    while (num) {
        printf("%d\n", num);
        num /= 2;
    }
}

int main()
{
    int num;
    scanf("%d", &num);

    divide_by_two(num);

    return 0;
}

某天，一個剛畢業的朋友——沒有貶低應屆生的意思哦~~~，開始負責維護這段代碼。他呢，看到num /= 2，想起課程上講過，整數右移一位，就等於除於二，並且右移操作比除法運算要高效的多。於是將 num /=2 改爲了 num = num>>1。

代碼變爲

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>


static void divide_by_two(int num)
{
    while (num) {
        printf("%d\n", num);
        num = num>>1;
    }
}

int main()
{
    int num;
    scanf("%d", &num);

    divide_by_two(num);

    return 0;
}

編譯成功後，當然不能忘了測試：

[xxx@xxx-vm-fc13 test]$ ./a.out
10
10
5
2
1
[xxx@xxx-vm-fc13 test]$ ./a.out
3
3
1

這位朋友對於結果很滿意，於是將改動提交到了服務器，下班回家~~~

結果第二天就有同事來找他，說他的程序陷入了死循環：

[xxx@xxx-vm-fc13 test]$ ./a.out
-5
-5
-2
-1
-1
-1
。。。。。。
-1

這位朋友剛參加工作，第一次提交改動，就造成了這樣的結果，自然很緊張。不是右移一位就等於除以2嗎？究竟是怎麼回事呢？雖然暫時不知道答案，也只能將改動rollback回去。

那麼到底是什麼原因呢？沒錯，右移一位就等於除以2，但是這裏需要加一個條件，這裏指的是正數。而對於有符號整數，且其值爲負數時，在C99標準中對於其右移操作的結果的規定是implementation-defined.

在Linux上的GCC實現中，有符號數的右移操作的實現爲使用符號位作爲補充位。因此-1的右移操作仍然爲0xFFFFFFFF。這導致了死循環。

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補充：

其實也說明另外一個問題：測試不充分，針對int類型參數，一定要測試完整樣本數據。