C语言中按位取反操作符详解-创新互联

C语言按位取反操作符详解
  • 写在前面
  • 快捷使用
  • 原理详解
    • 补充说明
    • 按位取反步骤:
    • 举例验证:

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最近重新捡起C语言,发现很多知识点一知半解(以前学的很拉跨,都是囫囵吞枣,不求甚解的学习态度)。对按位取反操作运算的原理不是很清楚,网上看了很多讲解,讲的不是很清晰,只有一篇看着讲的很好:点击此处跳转。接下来,按照两种方法讲一下按位取反。

快捷使用

一种简单粗暴得到答案:

简单算出结果的公式:
设目标数为:X
则取反结果:~X = -(X+1)

原理详解

另一种是原理详解:

补充说明
  • 计算机中 二进制以补码格式存储于内存:十进制数是以二进制形式进行逻辑运算的。二进制中为了区分正负数,设定了符号位。正因为符号位的存在。计算机内存中存放二进制时是以补码的格式存储。即计算机中所有的二进制都是补码形式存在。那么对二进制取反操作是对其补码进行取反操作。
  • 计算机中 所有的负数以其补码形式表示。
  • 按位取反:对二进制补码进行取反。(0转1,1转0)。
  • 原码:在数值前面增加一位符号位,0表示正数,1表示负数。
  • 反码:正数的反码与原码相同;负数的反码对其原码逐位取反(符号位除外)。
  • 补码:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位+1。
按位取反步骤:

1.十进制 → 2.二进制原码 → 3.二进制补码 → 4.按位取反 → 5.二进制原码 → 6.十进制
即:对(十进制)目标值X,先将其转为二进制表示,然后将转为其补码形式(正数和负数的补码有区别),之后对补码按位取反(包括符号位)(结果仍是补码),最后将取反后的补码转为其原码。最终得到结果十进制。

举例验证:
  • 对正数6进行按位取反,即:~6.
1. 十进制    :6。
	2. 二进制原码:0 0110。//(第一个0 表示符号位)
	3. 二进制补码:0 0110。
	4. 按位取反  :1 1001。
	5. 二进制原码:1 0111。//(这里是对负数二进制转原码操作:减一、取反。下面是过程详解)
		5.1. 减一:1 1000;
		5.2. 取反:1 0111。//(符号位不取反,即结果和5中一样)
	6. 十进制    :-7.
补充 :第4步按位取反后为 第5步 负数补码情况:上述是进行反向操作(减一,取反)。
 还有一种方法是:直接加一。最高位补一。如下:(我个人觉得没问题)
1. 十进制    :6。
	2. 二进制原码:0 0110。//(第一个0 表示符号位)
	3. 二进制加一:0 0111。
	4. 高位补一  :1 0111。
	5. 十进制    :-7.
  • 对负数-6进行按位取反,即:~-6.
1. 十进制    :-6。
	2. 二进制原码:1 0110。//(第一个1 表示符号位)
	3. 二进制补码:1 1010。//(这里是对负数二进制转补码操作:取反、加一)
		3.1. 取反:1 1001;
		3.2. 加一:1 1010。//(符号位不取反,即结果和 3中一样)
	4. 按位取反  :0 0101。
	5. 二进制原码:0 0101。
	6. 十进制    :5。

代码验证

#includeint main(void) {int a=6;
	
	printf("~a: %d\n",~a);
	printf(" a: %d\n",~-a);  
	return 0;
}

程序输出结果:
程序输出结果
以上是个人学习过程中的总结,转载需注明出处。欢迎交流。

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新闻名称:C语言中按位取反操作符详解-创新互联
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