Warum führt die Konvertierung eines uint64 in einen int64 zu -1?

Konvertierung von uint64 in int64 mit Erhaltung der Informationen

Im Bereich der Programmierung ist es unerlässlich, Datentypen präzise zu handhaben. Betrachten Sie den folgenden Code:

<code class="go">var x uint64 = 18446744073709551615
var y int64 = int64(x)</code>

Bei der Ausführung wird der Wert von y zu -1, ein verwirrendes Ergebnis, da dadurch scheinbar signifikante Bits der ursprünglichen Zahl abgeschnitten werden. Um dieses Problem zu lösen, wollen wir uns mit den Auswirkungen dieser Konvertierung befassen.

Bitwerte beibehalten

Entgegen den Erwartungen behält die Konvertierung über int64(x) alle Bits bei von x, einschließlich der führenden 64 Bits, die außerhalb des Bereichs eines int64 liegen. Dies bedeutet, dass y und x in ihren Binärdarstellungen identische Bitmuster aufweisen:

uint64(18446744073709551615) = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
int64(-1) = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF

Daher ist der Wert von y, obwohl er als -1 dargestellt wird, mathematisch äquivalent zu seinem uint64-Gegenstück x.

Beispiel für Klarheit

Zur Veranschaulichung betrachten wir eine etwas andere Zahl:

<code class="go">var x uint64 = 18446744073709551615 - 3</code>

In diesem Fall ist y = -4, was bestätigt, dass die Bei der Konvertierung verloren gegangene Bits werden ordnungsgemäß beibehalten. Binär:

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100 (x)
-100 (y)

Die Konvertierung interpretiert einfach die führenden 63 Bits als Betrag einer negativen Zahl und setzt das Vorzeichenbit entsprechend. Dies ermöglicht verlustfreie Konvertierungen zwischen uint64 und int64 innerhalb eines bestimmten Bereichs, wobei die für Zufallszahlengeneratoren entscheidenden statistischen Eigenschaften erhalten bleiben.

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