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我目前正在学习按位运算符的过程，并且遇到了一些我无法弄清楚的事情。

我目前正在使用 NOT(~) 运算符，它应该反转所有位。因此，为了更好地理解它，我尝试创建一个程序来翻转数字 1 的位。

int main()
{
    int x = 1; // 0001 in binary
    int y = ~x; // should flip the bits, so its 1110, or 14
    cout << y; 
}

但是，当运行它时，我得到 -2 结果。谁能解释为什么这不起作用？

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您正在使用有符号整数。如果您使用无符号整数（如果整数只有 4 位，则不是），您的预期结果 (14) 会出现。

相反，对于有符号整数，所有设置最高位的值都是负值——这就是二元补码的工作原理。例如，如果您有 16 位，则0b0000_0000_0000_0000通过值0b0111_1111_1111_1111分配给正值（“0”到“32767”），同时将值分配给负值（“-32768”到“-1”）0b1000_0000_0000_0000。0b1111_1111_1111_1111

还有，int通常是4位以上；它通常是 32 位的。1 的否定是0b1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1110，不是0b1110。

0b1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1110当被视为有符号整数时，-2使用二进制补码规则。

0b1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1110当被视为无符号整数时4,294,967,294，等于2^32 - 2。

#include <stdio.h>
#include <cstdint>

// Program prints the following:
//   unsigned int_8:   254
//   signed   int_8:   -2
//   unsigned int_16   65534
//   signed   int_16   -2
//   unsigned int_32   4294967294
//   signed   int_32   -2

int main() {
    printf( "unsigned int_8:   %hhu\n", (uint8_t)~1 );
    printf( "signed   int_8:   %d\n", (int8_t)~1 );

    printf( "unsigned int_16   %hu\n", (uint16_t)~1 );
    printf( "signed   int_16   %d\n", (int16_t)~1 );

    printf( "unsigned int_32   %u\n", (uint32_t)~1 );
    printf( "signed   int_32   %d\n", (int32_t)~1 );
}
于 2022-02-14T19:52:10.243 回答