在 TC++ 编译器中，5 的二进制表示为 (00000000000000101)。 我知道负数存储为 2 的补码，因此二进制中的 -5 是 (111111111111011)。最高有效位（符号位）是 1，表示它是负数。
那么编译器怎么知道是-5呢？如果我们将上面给出的二进制值 (111111111111011) 解释为无符号数，结果会完全不同？
另外，为什么5 -6 (1111111111111010)是1的恭维？
【问题讨论】：
标签： c++ binary twos-complement
编译器不知道。如果您将-5 转换为unsigned int，您将得到32763。
【讨论】：
编译器知道，因为这是 CPU 原生使用的约定。您的计算机有一个 CPU，它以二进制补码表示法存储负数，因此编译器也会效仿。如果您的 CPU 支持补码表示法，编译器会使用它（顺便说一下，IEEE 浮点数就是这种情况）。
关于该主题的 Wikipedia 文章解释了 two's complement 表示法的工作原理。
【讨论】：
处理器实现有符号和无符号指令，它们将以不同的方式对二进制数表示进行操作。编译器根据所涉及的操作数的类型（即int 与unsigned int）知道要发出哪些指令。
编译器不需要知道一个数字是否为负，它只是为所涉及的类型发出正确的机器或中间语言指令。这些指令的处理器或运行时的实现通常不太关心数字是否为负，因为二进制补码算法的公式对于正数或负数是相同的（事实上，这是主要的补码算法的优势）。 需要知道一个数字是否为负数，例如 printf()，正如 Andrew Jaffe 指出的那样，设置的 MSBit 表示二进制补码中的负数。
【讨论】：
第一位只为负数设置（称为符号位）
详细信息可here
【讨论】：
二进制补码的kewl部分是机器语言的加减指令可以忽略所有这些，只做二进制算术就可以了……
即-3 + 4
在二进制 2 的补码中，是
1111 1111 1111 1101 (-3)
+ 0000 0000 0000 0100 ( 4)
-------------------
0000 0000 0000 0001 ( 1)
【讨论】：
signed int a = -1 ，那么 -1 在 2 的补码形式是 11111111 11111111 11111111 11111111 然后当我使用 %d 来解释它时，它会打印 -1 和 %u ，它会打印 4294967295当我写 signed int a = 2 时，当我使用 %d 以及当我使用 %u 时，它会打印 2 。如果 2 在二进制补码中，它将是 11111111 11111111 11111111 11111101，然后这将是一个非常不同的答案，我真正想问的是 2 的补码何时发生是取决于 - 符号，或者它发生在每个整数如果类型是有符号的 int，这里一定不是这种情况。
让我们举个例子： 我们在二进制的两个字节中有两个数字： A = 10010111 B = 00100110 （注意，本关机器不知道有符号或无符号的概念）
现在当您说“添加”这两个时，机器是什么？它只是添加：
R = 10111101（和进位：1）
现在，我们——作为编译器——需要解释这个操作。我们有两个选择：数字可以有符号或无符号。
1-无符号情况：在c中，数字是“unsigned char”类型，值是151和38，结果是189。这是微不足道的。
2 - 带符号的情况：我们，编译器，根据它们的 msb 解释数字，第一个数字是 -105，第二个数字仍然是 38。所以 -105 + 38 = -67。但是 -67 是 10111101。但这就是我们在结果 (R) 中已有的内容！结果是一样的，唯一的区别是编译器如何解释它。
结论是，无论我们如何考虑数字，机器都会对数字进行相同的操作。但是编译器会依次解释结果。
请注意，不是机器知道 2 的补码的概念。它只是添加两个数字而不关心内容。然后，编译器查看符号位并决定。
在减法方面，这一次，操作是唯一的：取第二个数的 2 的补码，然后将两个数相加。
【讨论】：
如果数字被声明为有符号数据类型（而不是类型转换为无符号类型），那么编译器将知道，当符号位为 1 时，它是一个负数。至于为什么使用 2 的补码而不是 1 的补码，你不希望能够有 -0 的值，而 1 的补码可以让你这样做，所以他们发明了 2 的补码来解决这个问题。
【讨论】：
这正是最重要的位——如果您知道一个数字是有符号的，那么如果 MSB=1，编译器（和运行时！）知道将其解释为负数。这就是为什么类 c 语言同时具有整数（正数和负数）和无符号整数的原因——在这种情况下，您将它们都解释为正数。因此，有符号字节从 -128 到 127，而无符号字节从 0 到 255。
【讨论】：