位非的说明操作

Question

为什么是它的位NOT（在大多数语言~）运算符将像下面这样的值：

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

不应该-2转换为2,1转换为-1等？

Answer 1

请参阅two's complement以表示多种语言中的负整数。如您所见，-2代表1111110;如果反转所有这些位，则得到0000001，即值为1.

Answer 2

大多数（所有？）现代体系结构都使用two's complement来表示带符号整数。按位NOT因此是整数减1的补码。

Answer 3

如果你在二进制中查看它会有所帮助。首先，如你所知，负数表示为（可能的最高无符号数加1减去数值）。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的二进制= 0000 0000 0000 0001

不是在所有位会导致1111 1111 1111 1110。那是十进制，是65534.而65536减去65535是1，所以这是-1。

Answer 4

这是由于如何将负数表示为位。为此最常使用Two's Complements。

-2恰好是在这种表示法，其否定1111110是1

Answer 5

这是因为逐位操作者字面上反转在字的每个位。 它不是一个严格的算术运算，它是一个逻辑运算。

-2 ==％1110〜-2 ==〜％1110 = 0001％== 1 -1 ==％1111〜-1 ==〜％1111 = 0000％== 0

等。

要从-2变为2和1变为-1，您需要使用算术否定操作。

Answer 6

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