问为什么(18446744073709551615 == -1)是真的？

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18,446,744,073,709,551,615

提到的这个数字，18,446,744,073,709,551,615，实际上是2^64 − 1。重要的是，2^64-1本质上是基于0的2^64。无符号整数的第一个数字是0，而不是1。因此，如果最大值为1，则有两个可能的值：0或1 (2)。

让我们来看看64位二进制的2^64 - 1，所有的位都是开着的。

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111b

The -1

让我们来看看64位二进制文件中的+1。

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001b

为了使其在One's补体 (OCP)中为负值，我们对比特进行反转。

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110b

计算机很少使用OCP，它们使用2的补码 (TCP)。要获得TCP，需要在OCP中添加一个。

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110b (-1 in OCP)
+                                                              1b (1)
-----------------------------------------------------------------
1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111b (-1 in TCP)

“但是，等等，”你问，如果在两个补充-1是，

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111b

如果在二进制中，2^64 - 1是

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111b

那么他们是平等的！这就是你所看到的。您将有符号的64位整数与无符号的64位整数进行比较。在C++中，这意味着将有符号的值转换为无符号的值，编译器会这样做。

更新

对于技术更正thanks to davmac in the comments，从-1 (即signed )到相同大小的unsigned类型的转换实际上是在语言中指定的，而不是体系结构的函数。总之，您可能会发现上面的答案对于理解支持两种恭维的arch/语言很有用，但是缺少规范来确保您可以依赖的结果。

string::npos被定义为constexpr static std::string::size_type string::npos = -1; (或者如果它是在类定义中定义的，即constexpr static size_type npos = -1;，但这实际上是无关紧要的)。

转换为无符号类型的负数(std::string::size_type基本上是std::size_t，它是无符号的)的总括是完全由标准定义的。-1封装到无符号类型的最大可表示值，在您的示例中是18446744073709551615。请注意，确切的值是实现定义的，因为std::size_t的大小是实现定义的(但能够保持系统上可能最大的数组的大小)。

根据C++标准(文档编号: N3337或文档编号: N4296)，std::string::npos定义如下

static const size_type npos = -1;

其中std::string::size_type是一些无符号整数类型。因此，没有什么了不起的，std::string::npos等于-1。初始化器被转换为std::string::npos的类型。

至于这个方程式

(string::npos == ULONG_MAX) is true,

然后，这意味着std::string::npos类型在使用的实现unsigned long中具有类型。此类型通常对应于size_t类型。

在这个方程式中

(18446744073709551615 == -1)

左文字有一些不带符号的整数类型，适合存储这样大的文字。因此，通过传递符号位，右操作数也被转换为这种无符号类型。由于左操作数本身表示类型的最大值，因此它们是相等的。