C语言：“~”操作符详解

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~：含义及用法举例

• 三、“~”操作符
  • 1.简介
  • 2.用法举例
    • ①正整数
    • ②负整数
    • ③零

• ---

前言

本文在简单介绍原码反码补码的基础上，介绍“~”操作符的用法。

一、“~”是什么？

~：一种单目操作符，即对一个数的二进制按位取反。

二、原码、反码及补码

1.简介

一个整数的二进制表示有3种：原码、反码及补码。

最高位为符号位，0为正，1为负。

整数在内存中存储的是补码。

2.用法举例

①正整数

原码、反码、补码相同。

例如

1：

00000000 00000000 00000000 00000001（原码）

00000000 00000000 00000000 00000001（反码）

00000000 00000000 00000000 00000001（补码）

②负整数

原码 ——————————————–> 反码 ——————————————–> 补码

       （符号位不变，其他位按位取反）                            （加一）

原码 <——————————————– 反码 <——————————————– 补码

       （符号位不变，其他位按位取反）                            （减一）

例如

-1：

00000000 00000000 00000001（原码）

（反码）

（补码）

③零

这里要分为“正零”与“负零”讨论。

正零（可以参展①正整数的取法）：

00000000 00000000 00000000 00000000（原码）

00000000 00000000 00000000 00000000（反码）

00000000 00000000 00000000 00000000（补码）

负零（可以参展②负整数的取法）：

00000000 00000000 00000000（原码）

（反码）

00000000 00000000 00000000 00000000（补码）

三、“~”操作符

1.简介

按（二进制）位取反，即把所有二进制位（包括符号位）中数字，1变成0，0变成1。

2.用法举例

由于整数在内存中存储的是补码，故使用”~”（按位取反）时需要转化为补码进行运算。此时，得到的结果仍为补码，需要进一步转化为原码，得到最终输出值。

①正整数

例如

1：

00000000 00000000 00000000 00000001（补码）

~1：

（补码）

（反码）

00000000 00000000 00000010（原码）

即~1的输出结果为-2

代码如下：

#include <stdio.h> int main() { int a = 1; printf("%d\n", ~a); return 0; }

输出结果：-2

②负整数

例如

-1：

（补码）

~-1：

00000000 00000000 00000000 00000000（补码）

00000000 00000000 00000000 00000000（反码）

00000000 00000000 00000000 00000000（原码）

即~-1的输出结果为0

代码如下：

#include <stdio.h> int main() { int a = -1; printf("%d\n", ~a); return 0; }

输出结果：0

③零

由于正零与负零的补码相同，故不加以区分。

0：

00000000 00000000 00000000 00000000（补码）

~0：

（补码）

（反码）

00000000 00000000 00000001（原码）

即~0的输出结果为-1

代码如下：

#include <stdio.h> int main() { int a = 0; printf("%d\n", ~a); return 0; }

输出结果：-1

总结

以上就是关于“~”的详解，涉及原码、反码及补码仅简单介绍，相关内容可参考计算机组成原理。

希望可以帮助大家，如有错误，望指出，谢谢！