按位NOT运算符的说明

Question

为什么按位NOT运算符（在大多数语言中为~）会转换以下值，如下所示：

-2 -> 1 -1 -> 0 0 -> -1 1 -> -2

不应该-2转换为2，1转换为-1等？

Answer 1

有关多种语言中负整数的表示，请参阅two's complement。如您所见，-2由1111110表示;如果你反转所有这些位，你得到0000001，即值为1。

Answer 2

如果你用二进制看它会很有帮助。

首先，如您所知，负数表示为（最高可能的无符号数加1减去值）。因此，具有最高无符号值65535的16位整数中的-1将是65536-1 = 65535，即十六进制中的0xffff或二进制中的1111 1111 1111 1111。

所以：

1 in binary = 0000 0000 0000 0001

不是所有位都会导致1111 1111 1111 1110。以十进制表示的是65534.而65536减去65534是2，所以这是-2。

Answer 3

这是由于负数如何表示为位。为此，最常使用Two's Complements。

在这种表示法中，-2恰好是1111110，否则为1

Answer 4

这是因为逐位运算符实际上反转了字中的每个位。它不是严格的算术运算，而是逻辑运算。

-2 == %1110, ~-2 == ~%1110 = %0001 == 1 -1 == %1111, ~-1 == ~%1111 = %0000 == 0

等等。

要从-2到2，从1到-1，您需要使用算术否定操作。

Answer 5

    Dim mask As Integer = -1
    '11111111111111111111111111111111

    For x As Integer = -3 To 3
        Dim i As Integer = x
        Debug.WriteLine("")
        Debug.WriteLine("'" & Convert.ToString(i, 2).PadLeft(32, "0"c) & " > Num = " & i.ToString)

        i = i Xor mask 'reverse the bits (same as Not)
        Debug.WriteLine("'" & Convert.ToString(i, 2).PadLeft(32, "0"c) & " > Not = " & i.ToString)

        i += 1 'convert to two's complement
        Debug.WriteLine("'" & Convert.ToString(i, 2).PadLeft(32, "0"c) & " > 2's Comp = " & i.ToString)
    Next

    'debug results

    '11111111111111111111111111111101 > Num = -3
    '00000000000000000000000000000010 > Not = 2
    '00000000000000000000000000000011 > 2's Comp = 3

    '11111111111111111111111111111110 > Num = -2
    '00000000000000000000000000000001 > Not = 1
    '00000000000000000000000000000010 > 2's Comp = 2

    '11111111111111111111111111111111 > Num = -1
    '00000000000000000000000000000000 > Not = 0
    '00000000000000000000000000000001 > 2's Comp = 1

    '00000000000000000000000000000000 > Num = 0
    '11111111111111111111111111111111 > Not = -1
    '00000000000000000000000000000000 > 2's Comp = 0

    '00000000000000000000000000000001 > Num = 1
    '11111111111111111111111111111110 > Not = -2
    '11111111111111111111111111111111 > 2's Comp = -1

    '00000000000000000000000000000010 > Num = 2
    '11111111111111111111111111111101 > Not = -3
    '11111111111111111111111111111110 > 2's Comp = -2

    '00000000000000000000000000000011 > Num = 3
    '11111111111111111111111111111100 > Not = -4
    '11111111111111111111111111111101 > 2's Comp = -3

Answer 6

大多数（所有？）现代架构使用two's complement来表示有符号整数。因此，按位NOT是整数的补码减1。

Answer 7

计算机系统中的数字存储为2个互补。如果数字是正数，那么正数的2个补码是相同的。但是对于负数，它是不同的。

1.-2 - > 1这里-2将作为1110存储在计算机中（即-2的2的补码）。现在的1110是0001.因为0001是正数，它将作为0001存储在计算机中（即1）

2.-1 - > 0这里-1将作为1111存储在计算机中（即2的补码为-1）。现在1111是0000.由于0000是正数，它将作为0000存储在计算机中（即0）

3. 0 - > -1这里0将作为0000存储在计算机中（即0的2的补码）。现在0000是1111.由于1111是负数，它将作为0001（即-1）存储在计算机中（因为MSB）设置为1111，数字将为负数）
4. 1 - > -2这里1将作为0001存储在计算机中（即1的2的补码）。现在的0001是1110.由于1110是负数，它将作为0010（即-2）存储在计算机中（因为MSB）设置为1110，数字将为负数）