二进制补码和 fmt.Printf

Question

所以计算机使用二进制补码在内部表示有符号整数。即，-5 表示为 ^5 + 1 = "1111 1011"。但是，尝试打印二进制表示，例如以下代码：var i int8 = -5fmt.Printf("%b", i)输出-101。不完全是我所期望的。格式是不同的还是根本不使用二进制补码？有趣的是，转换为 unsigned int 会产生“正确”的位模式：var u uint8 = uint(i)fmt.Printf("%b", u)输出是11111011- 正好是 的 2s 补码-5。所以在我看来，这个值在内部实际上是使用二进制补码，但格式是打印无符号5并在前面加上-.有人可以澄清一下吗？

Answer 1

我相信答案在于fmt模块如何格式化二进制数，而不是内部格式。

如果您看一下fmt.integer，该函数首先执行的操作之一是将带负号的整数转换为正整数：

   165      negative := signedness == signed && a < 0

   166      if negative {

   167          a = -a

   168      }

然后在此处-输出的字符串前面附加逻辑。

IOW-101确实以二进制形式-附加。5

注意：在print.gofmt.integer中调用，它本身在同一个函数中调用。pp.fmtInt64pp.printArg

Answer 2

这是一种不使用的方法unsafe：

package main

import (

   "fmt"

   "math/bits"

)

func unsigned8(x uint8) []byte {

   b := make([]byte, 8)

   for i := range b {

      if bits.LeadingZeros8(x) == 0 {

         b[i] = 1

      }

      x = bits.RotateLeft8(x, 1)

   }

   return b

}

func signed8(x int8) []byte {

   return unsigned8(uint8(x))

}

func main() {

   b := signed8(-5)

   fmt.Println(b) // [1 1 1 1 1 0 1 1]

}

在这种情况下，您也可以使用[8]byte，但如果您有一个正整数并且想要修剪前导零，则上述方法会更好。

https://golang.org/pkg/math/bits#RotateLeft

Answer 3

必须使用不安全指针才能正确表示二进制格式的负数。

package main

import (

    "fmt"

    "strconv"

    "unsafe"

)

func bInt8(n int8) string {

    return strconv.FormatUint(uint64(*(*uint8)(unsafe.Pointer(&n))), 2)

}

func main() {

    fmt.Println(bInt8(-5))

}

输出

11111011