为什么Golang处理负数时会进行位翻转操作？

我想查看数字在内存中的原始存储形式，用Go的unsafe指针做验证，我的机器是小端序（最低有效字节在最低地址，打印时排在首位）。

编写的Go代码如下：

package main

import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

func main() {
    var x1 int32 = 1240
    ptr1 := unsafe.Pointer(&x1)
    value1 := (*[4]byte)(ptr1)
    fmt.Printf("x1 = 1240 in binary representation: %08b\n", value1)

    var x2 int32 = -1240
    ptr2 := unsafe.Pointer(&x2)
    value2 := (*[4]byte)(ptr2)
    fmt.Printf("x2 = -1240 in binary representation: %08b\n", value2)
}

执行后输出：

x1 = 1240 in binary representation: &[11011000 00000100 00000000 00000000]
x2 = -1240 in binary representation: &[00101000 11111011 11111111 11111111]

我预期-1240的输出是：

x2 = -1240 in binary representation: &[11011000 00000100 00000000 10000000]

也就是仅符号位从0变1，但实际输出是所有位翻转的情况，这是为什么？

这是因为计算机系统中整数的存储和运算使用的是补码，而非你预期的原码。

原码是最直观的表示方式：正数符号位为0，负数符号位为1，其余位是数值的二进制。但原码做加减法时需要单独处理符号位，效率低，所以现代计算机都用补码来统一正负数的运算逻辑。

补码的规则：

• 正数的补码与原码完全相同
• 负数的补码 = 对应正数的原码按位取反（得到反码）后加1

结合你的例子计算：

1. 先看1240的int32原码（小端序存储，字节顺序是低到高）：
   1240的二进制是00000000 00000000 00000100 11011000，小端序存储后字节顺序为11011000 00000100 00000000 00000000，和你代码输出的x1一致。

2. 计算-1240的补码：

   • 先对1240的原码按位取反（反码）：11111111 11111111 11111011 00100111
   • 然后加1得到补码：11111111 11111111 11111011 00101000
   • 按小端序存储，字节顺序反转成00101000 11111011 11111111 11111111，这和你代码输出的x2完全一致。

你预期的是原码的存储方式，但实际上Go（和几乎所有现代编程语言）都遵循补码的存储规则，所以会出现这样的结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LeaBit