二进制补码和 fmt.Printf：解开二进制表示之谜

处理有符号整数时，计算机使用二进制补码来表示负值。这与典型的二进制表示不同，其中符号由单独的位指示。例如，在二进制补码中，整数 -5 表示为 1111 1011。

但是，使用 fmt.Printf 打印二进制表示形式可能会产生意外结果。例如，以下代码片段：

var i int8 = -5
fmt.Printf("%b", i)

令人惊讶地输出 -101 而不是 1111 1011。这种差异导致了一个问题：二进制补码是否真正用于内部表示，或者格式是否模糊正确的表示。

为了阐明这个问题，我们需要深入研究 fmt.Printf 如何格式化二进制数字。罪魁祸首在于 fmt.integer 函数，该函数自动将负符号整数转换为正整数。此转换涉及对整数取反并在输出字符串前面添加一个 - 符号。因此，-101 输出是 - 的表示形式，附加到 5 的二进制表示形式之后。

为了进一步演示这一点，将有符号整数转换为无符号整数，然后使用 fmt.Printf 对其进行格式化，生成正确的 Two's补码表示：

var u uint8 = uint(i)
fmt.Printf("%b", u)

输出 11111011，正好是 -5 的补码。

因此，Go 中带符号整数的内部表示遵循补码习俗。格式化有符号整数时看似不正确的二进制表示是由 fmt.integer 执行的自动转换和符号前置造成的。在 Go 中使用有符号整数和二进制表示时，理解这种行为至关重要。