为什么补码算术左移会发生溢出?什么情况会溢出?

我们知道,算术移位符号位保持不变,那为什么左移后会溢出呢,符号位不是没变吗?
那是因为,左移相当于真值乘以2,而最高数位如果与符号位不同的话,其真值必超过最大表示数值的一半:
1、如果符号位为0,最高数位为1,形如:01xxx…xxx,那么这是一个正数,而且不管有几位,必超过最大值的一半:假如有8位,最大表示数值为2^7^-1=127,而最高数位为2^6^ = 64 。64再左移相当于乘以2,就超过最大数值了,即溢出。
2、如果符号位为1,最高数位为0,形如:10xxx…xxx,那么这是一个负数,不管后面是多少,其绝对值必超过最小值的绝对值的一半:假如有8位,最小值为−2^7^ = − 128,即10000000。最大数位是0的话,其绝对值必超过2^6^ = 64,准确的说最大为10111111,即后面全是1,其真值为− ( 2^6^ + 1 ) = −65

结论:当补码算术左移时,若符号位与最高数位不同,则会发生溢出。


详见王道计组原理P51 T27 Ⅱ