逐位不运算如何给出负值

Question

我想通过一个简单的示例了解按位NOT的工作原理：

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

这将产生y = -9和z = -3。我不知道这是怎么发生的。有人可以教育我吗？

Answer 1

python会将一位移位，所以

(x<<1)

将变为：

00000000 00000000 00000000 00000100

00000000 00000000 00000000 00001000 的表示形式。然后8将所有位反转，使​​其变为：

~

11111111 11111111 11111111 11110111 的表示形式。

---

-9是

0x01

用二进制表示，因此移位一次就变成：

00000000 00000000 00000000 00000001

然后应用00000000 00000000 00000000 00000010 时，我们得到：

~

二进制中的11111111 11111111 11111111 11111101

Answer 2

整数是正数还是负数（整数的 sign ）都存储在专用位中，即 sign位。按位NOT也不会影响该位，因此任何正数都将变为负数，反之亦然。

请注意，“专用位”有点过分简化，因为大多数现代计算机不使用“符号和幅度”表示法（其中符号位仅会切换符号），而“二进制补码”表示，其中符号位也影响幅度。

例如，8位带符号整数00000000将为0，而10000000（符号位被翻转）将为-128。

Answer 3

好吧，背后还有很长的故事。
为了更容易理解，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。

，然后开始复杂化。由于int是带符号类型，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 并且x = 0b 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010是2

详细了解“两个”。