C++ 運算子優先級陷阱：<< 比減法還低？

一個令人驚訝的範例

觀察以下程式碼：

#include <stdio.h>
#define GET_BIT(a, b, c) a << b - c

int main() {
    int a = 1, b = 5, c = 4;
    printf("%d\n", GET_BIT(a, b, c) + 1); // 輸出 4
}

乍看之下，1 << 5 - 4 應為 1 << 1 = 2，加 1 應為 3，但實際輸出卻是 4。原因在於 << 的優先級**低於**減法 -，實際解析為 (a << b) - c，即 (1 << 5) - 4 = 32 - 4 = 28，再加 1 得 29？等等，實際輸出是 4，說明巨集展開後優先級導致結合方式不同。實際上 GET_BIT(a,b,c) + 1 展開為 a << b - c + 1，依優先級為 a << (b - c + 1) = 1 << (5 - 4 + 1) = 1 << 2 = 4。

C/C++ 運算子優先級口訣（由高到低）

1. 括號、成員：() [] . ->
2. 單目運算子：++ -- + - * & sizeof
3. 乘除餘：* / %
4. 加減：+ -
5. 移位：<< >>
6. 關係：< <= > >=
7. 相等/不等：== !=
8. 位元 AND：&
9. 位元 XOR：^
10. 位元 OR：|
11. 邏輯 AND：&&
12. 邏輯 OR：||
13. 條件運算子：?:
14. 賦值：= += -= ...
15. 逗號：,

避坑指南

• **善用括號**：在巨集或複雜表達式中，明確加上括號指定結合順序。
• **查閱標準**：不確定時查閱 C++ 參考手冊，切勿憑記憶。
• **編譯器警告**：開啟 -Wall -Wextra，部分編譯器會針對優先級易混淆處發出警告。

結語

移位運算子優先級較低是 C/C++ 歷史遺留設計，現代程式碼應盡量避免依賴隱含優先級，改以括號明確表達意圖，減少認知負擔與潛在 Bug。