uint64를 int64로 변환하면 -1이 발생하는 이유는 무엇입니까?

정보 보존을 통해 uint64를 int64로 변환

프로그래밍 영역에서는 데이터 유형을 정확하게 처리하는 것이 중요합니다. 다음 코드를 고려해보세요.

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

실행 시 y 값은 -1이 됩니다. 이는 원래 숫자에서 중요한 비트가 잘린 것처럼 보이기 때문에 당황스러운 결과입니다. 이 문제를 해결하려면 이 변환의 의미를 자세히 살펴보겠습니다.

비트 값 보존

예상과는 달리 int64(x)를 통한 변환은 모든 비트를 보존합니다. int64 범위를 벗어나는 선행 64비트를 포함하여 x에서. 이는 y와 x가 이진 표현에서 동일한 비트 패턴을 공유한다는 것을 의미합니다.

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

따라서 y의 값은 -1로 표시되지만 uint64 대응인 x와 수학적으로 동일합니다.

명확성을 위한 예

설명을 위해 약간 다른 숫자를 고려해 보겠습니다.

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

이 경우 y = -4이므로 변환 시 손실된 비트는 적절하게 유지됩니다. 이진수:

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100 (x)
-100 (y)

변환은 단순히 선행 63비트를 음수의 크기로 해석하고 그에 따라 부호 비트를 설정합니다. 이를 통해 특정 범위 내에서 uint64와 int64 사이의 무손실 변환이 가능하며 난수 생성기에 중요한 통계 속성이 유지됩니다.

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