按位补码运算符（〜波浪号）如何工作？

为什么〜2等于-3？~操作员如何工作？

请记住，负数存储为正数的二进制补码。例如，这是-2的补码表示形式：（8位）

1111 1110

您可以通过采用数字的二进制表示形式，采用补码（将所有位取反）并加一个的方式来实现。两个以0000 0010开头，通过将位取反得到11111101。加一个得到上面的结果。第一位是符号位，表示负数。

因此，让我们看一下如何得到〜2 = -3：

再来两个：

0000 0010

只需翻转所有位，我们就会得到：

1111 1101

那么，-2的补码是什么样子的-3呢？从正数3开始：0000 0011，将所有位翻转到1111 1100，然后加一成为负值（-3）1111 1101。

因此，如果仅将2中的位取反，则得到-3的二进制补码表示形式。

补码运算符（〜）仅是位。由机器来解释这些位。

~ 翻转值中的位。

为什么~2是-3有编号的方式逐位代表做。数字表示为二进制补码。

所以2是二进制值

00000010

〜2翻转位，所以现在的值是：

11111101

其中，-3的二进制表示形式。

正如其他人提到的那样，~只是翻转位（将1更改为零，将0更改为1），并且由于二进制补码使用了，因此您可以看到结果。

要添加的一件事是为什么要使用二进制补码，这是为了使负数运算与正数运算相同。想想-3哪个数量3应该按顺序相加得到零，你会看到，这个数字1101，请记住，二进制加法就像小学（十进制）除了只有你携带一个，当你两个，而不是10 。

 1101 +
 0011 // 3
    =
10000
    =
 0000 // lose carry bit because integers have a constant number of bits.

因此1101是-3，翻转你的位0010这是两个。

此操作是补充，而不是否定。

考虑〜0 = -1，然后从那里开始。

求反的算法是“补数，增量”。

你知道吗？还有一个“补码”，其中的逆数是对称的，并且都具有0和-0。

我知道这个问题的答案已经发布很久了，但是我想分享我的答案。

为了找到一个数字的补码，首先找到它的二进制等价物。在此，十进制数以二进制形式2表示0000 0010。现在，通过将其二进制表示的所有数字取反（将全1翻转为0，将全0翻转为1）来获得其补码，这将导致：

0000 0010 → 1111 1101

这是十进制数字2的补码。并且由于第一位（即，二进制数中的符号位为1），这意味着符号对其存储的数字为负。（此处所指的号码不是 2，而是2的补数）。

现在，由于数字存储为2的补数（取一个数字的一​​个补数加一个），因此要将此二进制数显示1111 1101为十进制，首先我们需要找到其2的补码，即：

1111 1101 → 0000 0010 + 1 → 0000 0011

这是2的补码。二进制数的十进制表示形式0000 0011是3。并且，由于符号位是如上所述的一位，因此得出的答案为-3。

提示：如果您仔细阅读此过程，那么您会发现一个补码运算符的结果实际上是数字（操作数-应用此运算符的对象）加上一个带负号的数字。您也可以尝试使用其他号码。

int a = 4; System.out.println（〜a）; 结果将是：-5

Java中任何整数的“〜”表示no的1的补码。例如我取〜4，这意味着二进制表示为0100。首先，整数的长度为四个字节，即4 * 8（1个字节为8位）= 32。因此在系统存储器4中表示为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100现在〜运算符将对上述二进制数执行1的补码no

即1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011-> 1的补码，最高有效位代表no的符号（-或+），如果为1，则符号为'-'；如果为0，则符号为'+'我们的结果是一个负数，在Java中，负数以2的补码形式存储，获取的结果必须转换为2的补码（首先执行1的补码，然后将1加1的补码）。除最高有效位1（这是我们的数字符号表示）外，所有1都将变为零。这意味着剩余的31位1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011（〜运算符的获取结果）1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100（1的补码）

1（2的补码）

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101现在的结果是-5签出该视频链接<[java中的位运算符] https://youtu.be/w4pJ4cGWe9Y

只是...

作为任何数字的2的补码，我们可以通过将所有1都反转为0（反之亦然）来计算，而不是加1。

在这里N =〜N总是产生结果-（N + 1）。因为系统以2的补码形式存储数据，这意味着它像这样存储〜N。

  ~N = -(~(~N)+1) =-(N+1). 

例如：：

  N = 10  = 1010
  Than ~N  = 0101
  so ~(~N) = 1010
  so ~(~N) +1 = 1011 

现在的关键是减号的来源。我的观点是，假设我们有32位寄存器，这意味着2 ^ 31 -1位参与操作，而剩下的一位则在较早的计算（补码）中以通常为1的符号位存储。我们得到的结果为〜10 = -11。

〜（-11）= 10;

如果printf（“％d”，〜0）;则上述情况成立。我们得到结果：-1;

但是printf（“％u”，〜0）的结果是：在32位计算机上为4294967295。

按位补数运算符（〜）是一元符。

它按照以下方法工作

首先，它将给定的十进制数转换为其对应的二进制数 值;如果为2，则首先将2转换为0000 0010（转换为8位二进制数）。

然后将数字中的所有1转换为0，并将所有零转换为1；然后数字将变为1111 1101。

那是-3的2的补码表示。

为了使用补码找到无符号值，即简单地将1111 1101转换为十进制（= 4294967293），我们可以在打印过程中简单地使用％u。

我认为对于大多数人来说，混淆部分来自十进制数和带符号的二进制数之间的差异，因此让我们首先澄清一下：

对于人类十进制世界：01表示1，-01表示-1，对于计算机二进制世界：101表示5（如果未签名）。101表示（-4 + 1）如果在已签名数字位于x位置时已签名。| X

所以2的翻转位=〜2 =〜（010）= 101 = -4 + 1 = -3混淆来自混淆带符号的结果（101 = -3）和未合并的结果（101 = 5）

tl; dr ~翻转位。结果，标志改变了。~2是负数（0b..101）。要输出负数ruby打印-，然后二进制补码~2：-(~~2 + 1) == -(2 + 1) == 3。正数按原样输出。

有一个内部值及其字符串表示形式。对于正整数，它们基本上重合：

irb(main):001:0> '%i' % 2
=> "2"
irb(main):002:0> 2
=> 2

后者等效于：

irb(main):003:0> 2.to_s
"2"

~翻转内部值的位。2是0b010。~2是0b..101。两个点（..）代表无数个1。由于结果的最高有效位（MSB）为，因此1结果为负数（(~2).negative? == true）。要输出负数，将ruby打印-，然后是内部值的二进制补码。二进制补码是通过翻转位然后加来计算的1。的补码0b..101为3。因此：

irb(main):005:0> '%b' % 2
=> "10"
irb(main):006:0> '%b' % ~2
=> "..101"
irb(main):007:0> ~2
=> -3

总结起来，它会翻转位，从而改变符号。要输出负数，它会打印-，然后~~2 + 1（~~2 == 2）。

之所以这样ruby输出负数，是因为它将存储的值视为绝对值的二进制补码。换句话说，存储的是0b..101。这是一个负数，因此是某个值的二进制补码x。要找到x，它做的补码0b..101。这是的二进制补码x。哪个是x（例如~(~2 + 1) + 1 == 2）。

如果您申请~一个负数，它只会翻转位（尽管如此会改变符号）：

irb(main):008:0> '%b' % -3
=> "..101"
irb(main):009:0> '%b' % ~-3
=> "10"
irb(main):010:0> ~-3
=> 2

更令人困惑的是~0xffffff00 != 0xff（或MSB等于的任何其他值1）。让我们简化一下：~0xf0 != 0x0f。那是因为它被视为0xf0正数。这实际上是有道理的。因此，~0xf0 == 0x..f0f。结果为负数。的补码0x..f0f为0xf1。所以：

irb(main):011:0> '%x' % ~0xf0
=> "..f0f"
irb(main):012:0> (~0xf0).to_s(16)
=> "-f1"

如果您不打算对结果应用按位运算符，则可以考虑将其~视为-x - 1运算符：

irb(main):018:0> -2 - 1
=> -3
irb(main):019:0> --3 - 1
=> 2

但这可以说没有多大用处。

一个示例假设您得到一个8位（为简单起见）网络掩码，并且您要计算的数量0。您可以通过翻转位并调用bit_length（0x0f.bit_length == 4）来计算它们。但是~0xf0 == 0x..f0f，因此我们必须删除不需要的位：

irb(main):014:0> '%x' % (~0xf0 & 0xff)
=> "f"
irb(main):015:0> (~0xf0 & 0xff).bit_length
=> 4

或者，您可以使用XOR运算符（^）：

irb(main):016:0> i = 0xf0
irb(main):017:0> '%x' % i ^ ((1 << i.bit_length) - 1)
=> "f"

首先，我们必须将给定的数字拆分为二进制数字，然后通过在最后一个二进制数字加法来反转它。执行此操作后，我们必须给与前一个数字相反的符号，即我们找到了〜2 = -3 ：将2s的二进制形式从00000010更改为11111101，这是一个补码，然后将00000010 + 1 = 00000011增强为3的二进制形式，并带有-sign Ie，-3

按位运算符是一元运算符，根据我的经验和知识，该运算符适用于符号和幅度方法。

例如〜2将导致-3。

这是因为按位运算符将首先以符号和大小表示数字，即0000 0010（8位运算符），其中MSB是符号位。

然后，它将取负数2，即-2。

-2的符号和大小表示为1000 0010（8位运算符）。

后来，它在LSB（1000 0010 +1）上加了1，从而得到1000 0011。

这是-3。

Javascript波浪号（〜）将给定值强制转换为补码-所有位都被反转。 这就是波浪号所做的一切。它没有迹象表明。它既不增加也不减少任何数量。

0 -> 1
1 -> 0
...in every bit position [0...integer nbr of bits - 1]

在使用高级语言（例如JavaScript）的标准台式机处理器上，BASE10签名算术是最常见的方法，但请记住，它不是唯一的一种。CPU级别的位会根据多种因素进行解释。在“代码”级别，在这种情况下为JavaScript，根据定义，它们将被解释为32位带符号整数（让我们的假期浮出水面）。将其视为量子，这32位一次代表许多可能的值。这完全取决于您查看它们的转换镜头。

JavaScript Tilde operation (1's complement)

BASE2 lens
~0001 -> 1110  - end result of ~ bitwise operation

BASE10 Signed lens (typical JS implementation)
~1  -> -2 

BASE10 Unsigned lens 
~1  -> 14 

以上所有条件同时适用。

基本上，行动是一种补充，而不是一种否定。

在这里x =〜x总是产生-（x + 1）的结果。

x =〜2

-（2 + 1）

-3