Golang中为什么^0(int变量)等于-1

Golang中为什么^0(int变量)等于-1

func main() {
var a int64 = ^0
fmt.Printf("%b\n", a)
}

为什么控制台打印出“-1”？

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谢谢，我明白了。

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因为这是负数在内部的表示方式。-1 是通过将所有位设置为 1 来表示的。

二进制补码

二进制补码是对二进制数的一种数学运算，是基数补码的一个例子。它在计算中用作有符号数的表示方法。 一个 N 位数的二进制补码定义为其相对于 2^N 的补数；一个数与其二进制补码的和是 2^N。例如，对于三位数 010，其二进制补码是 110，因为 010 + 110 = 8，等于 2^3。二进制补码的计算方法是将所有位取反然后加…

在Go语言中，^运算符作为一元前缀运算符时执行按位取反操作。对于有符号整数类型（如int64），数值在内存中以二进制补码形式表示。

对于int64类型的0：

  • 二进制补码表示为：00000000 00000000 ... 00000000（64个0）
  • 按位取反后变为：11111111 11111111 ... 11111111（64个1）

在二进制补码表示中，全1的位模式表示-1。这是因为：

  • 补码系统中，-1的定义是：0 - 1
  • 0的补码：000...000
  • -1的补码：111...111

示例代码验证：

package main

import "fmt"

func main() {
    var a int64 = ^0
    fmt.Printf("十进制: %d\n", a)  // 输出: -1
    fmt.Printf("二进制: %064b\n", a) // 输出: 64个1
    
    // 验证其他整数类型
    var b int = ^0
    var c int32 = ^0
    var d int16 = ^0
    var e int8 = ^0
    
    fmt.Printf("int: %d\n", b)    // -1
    fmt.Printf("int32: %d\n", c)  // -1
    fmt.Printf("int16: %d\n", d)  // -1
    fmt.Printf("int8: %d\n", e)   // -1
    
    // 无符号整数的情况不同
    var f uint64 = ^uint64(0)
    fmt.Printf("uint64: %d\n", f) // 输出: 18446744073709551615
}

对于无符号整数，^0会得到该类型的最大值，因为无符号整数没有符号位，所有位都为1表示最大可能值。

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