如何在C++中输出以二进制形式存储的有符号整数-76？

我正在学习用二进制优化程序，了解到补码（two’s complement）机制——二进制数1011 0100既可以表示180，也可以表示-76，取决于数据类型。但我想得到-76时，总是得到180，尝试用int8_t还报错：

error: narrowing conversion of ‘180’ from ‘int’ to ‘int8_t’ {aka ‘signed char’} [-Wnarrowing]
6 | int8_t num{0b1011'0100};

之前输出180的代码：

#include <iostream>

using namespace std;

int main(){
  uint8_t num{0b1011'0100};
  
  cout<<static_cast<int>(num);
  return 0;
}

解决方法 #

方法1：先存无符号类型再强制转换 #

用uint8_t存储二进制值，再强制转换为int8_t，编译器会自动按补码规则解析为-76：

#include <iostream>
#include <cstdint>

using namespace std;

int main(){
  uint8_t num{0b1011'0100};
  int8_t signed_num = static_cast<int8_t>(num);
  cout << static_cast<int>(signed_num) << endl; // 输出-76
  return 0;
}

方法2：用赋值代替列表初始化 #

列表初始化{}会严格检查数值范围，改用赋值操作可以绕过窄化转换检查，直接让编译器按补码解析8位二进制：

#include <iostream>
#include <cstdint>

using namespace std;

int main(){
  int8_t num;
  num = 0b1011'0100; // 赋值不触发窄化检查
  cout << static_cast<int>(num) << endl; // 输出-76
  return 0;
}

报错原因说明 #

0b1011'0100作为整数字面量默认是int类型，值为180，而int8_t的取值范围是-128到127，180超出了这个范围。C++的列表初始化{}不允许这种可能丢失数据的窄化转换，因此报错。而赋值或先存uint8_t再转换，都是让编译器直接处理8位二进制的补码解析，不会触发范围检查。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lkx8888