uint8与int8类型算术运算出现零值、负数结果的原因解析

这其实是Go语言中固定大小整数类型的溢出环绕行为导致的，咱们结合代码里的例子一步步拆解：

首先先明确两个类型的取值范围：

• uint8：无符号8位整数，取值范围是 0 到 255（也就是2^8 - 1）
• int8：有符号8位整数，用补码存储，取值范围是 -128 到 127（最高位作为符号位，正数最大是2^7 -1，负数最小是-2^7）

1. uint8的运算分析 #

看这段代码：

var u uint8 = 255
fmt.Println(u, u+1, u*u) // "255 0 1"

• u的值是255，刚好是uint8的最大值；
• u+1：255+1=256，但uint8只能存储8位二进制数，256的二进制是100000000，截断后只保留低8位00000000，也就是0；
• u*u：255*255=65025，计算这个数模256（因为uint8的模是2^8=256），65025 ÷256=253余1，所以低8位是1，输出结果为1。

2. int8的运算分析 #

再看int8的例子：

var i int8 = 127
fmt.Println(i, i+1, i*i) // "127 -128 1"

• i的值是127，是int8的最大正数；
• i+1：127+1=128，转换成8位二进制是10000000，在补码规则下，这个二进制对应的有符号数就是-128（这是int8能表示的最小负数）；
• i*i：127*127=16129，同样取低8位：16129 ÷256=63余1，低8位是00000001，对应int8的正数1，所以输出1。

关键知识点：Go的整数溢出规则 #

和部分编程语言会把整数溢出视为未定义行为不同，Go语言对固定大小整数的溢出有明确定义：运算结果会按照模2^N进行环绕（N是整数类型的位数）。无符号整数直接按模运算得到结果，有符号整数则因为补码的特性，会呈现出负数的环绕结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Krishnadas PC