符号位扩展负数前要填充1，是为了让二进制数在位数增加时保持原来的负数性质。比如8位的-5是11111011，扩展到16位得11011，前面补了八个1。这是因为二进制负数的补码规则里，符号位决定正负，扩展时必须用和符号位相同的1来填充，这样数值大小才不会变。

因为二进制补码的规则，负数原码符号位是1，扩展时必须补1，否则会变成正数。比如8位的-1是11111111，扩展到16位要是补0就会变成11111（即+1），这明显错误。正确扩展后是11111，对应的十进制还是-1。数据上验证过，比如-3的原码是10000011，扩展到12位得1，若补0会变成1（即+32769），而补1后保持-3的数值。所以填充1是唯一能保证符号和数值都不变的办法，就像给负数穿上1的“保护衣”一样。