按位非操作如何给出负值

Question

我想通过一个简单的例子看看按位取反是如何工作的：

int x = 4;
int y;
int z;
y = ~(x<<1);
z =~(0x01<<1);
cout<<"y = "<<y<<endl;
cout<<"z = "<<z<<endl;

这导致 y = -9 和 z = -3。我不明白这是怎么发生的。谁能教教我一下？

Answer 1

整数是正数还是负数（整数的符号）存储在专用位符号位中。按位 NOT 也会影响该位，因此任何正数都会变成负数，反之亦然。

请注意，"dedicated bit" 有点过于简单化了，因为大多数当代计算机 而不是 使用 "sign and magnitude" 表示（其中符号位只会切换符号），但 "two's complement" 表示，其中符号位也会影响大小。

例如，8 位有符号整数 00000000 将为 0，但 10000000（符号位翻转）将为 -128。

Answer 2

(x<<1) 会将位移动一位，因此

00000000 00000000 00000000 00000100

将变为：

00000000 00000000 00000000 00001000

这是8的代表。然后 ~ 将反转所有位，使其变为：

11111111 11111111 11111111 11110111

这是-9的表示。

0x01 是

00000000 00000000 00000000 00000001

在二进制中，所以当移动一次时变成：

00000000 00000000 00000000 00000010

然后当应用 ~ 时，我们得到：

11111111 11111111 11111111 11111101

这是-3的二进制

Answer 3

嗯，说来话长。
为了更容易理解，让我们使用二进制数。

x = 4 或 x = 0b 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 因为 sizeOf(int) = 4
在 x<<1 x = 0b 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 之后和
之后 ~(x<<1) x = 0b 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111.

这里开始复杂化。由于 int 是有符号类型，这意味着第一位是一个符号，整个系统是 Two complemnt.

所以 x = 0b 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 是 x = -9
例如 x = 0b 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 是 x = -1 x = 0b 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 是 2

了解更多关于二次元的信息。

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How does bitwise not operation give negative value

c++

bit-manipulation

bitwise-not