java - 如何创建十六进制补码？

Question

我有十六进制值，想要创建按位补码。例如:

0x00 -> 0xFF
0xC4 -> 0x3B

以下测试失败，但为什么？

@Test
public void testBitwiseComplement() {
    char[] buffer = new char[] {0x00, 0xff};
    assertEquals(buffer[0], ~buffer[1]); //expected 0, but was -256
    assertEquals(buffer[1], ~buffer[0]); //expected 255, but was -1
}

Answer 1

按位求反运算符~[引用:https://docstore.mik.ua/orelly/java/langref/ch04_04.htm]

按位否定运算符 (~) 可以作为一元表达式的一部分出现。 ~ 运算符的操作数类型必须是整数数据类型，否则会出现编译时错误。 ~ 运算符可以在执行计算之前执行类型转换。如果操作数的类型是 byte、short 或 char，则运算符在生成值之前会将其操作数转换为 int。否则 ~ 运算符会生成与其操作数相同类型的值。

public class BitwiseNegation {

 public static void main(String args[]) throws Exception {
    char a = 0xff;
    char b = 0x00 ;

    System.out.printf(">>>>>a HexaDecimal: %x Decimal: %d\n", (int)a, (int)a);
    System.out.printf(">>>>>b HexaDecimal: %x Decimal: %d\n", (int)b, (int)b);

    System.out.printf(">>>>>~a HexaDecimal: %x Decimal: %d\n", ~a, ~a);
    System.out.printf(">>>>>~b HexaDecimal: %x Decimal: %d\n", ~b, ~b); 
    }

}

输出:

>>>>>a HexaDecimal: ff Decimal: 255   
>>>>>b HexaDecimal: 0 Decimal: 0  
>>>>>~a HexaDecimal: ffffff00 Decimal: -256  
>>>>>~b HexaDecimal: ffffffff Decimal: -1  

由于一元运算符将 char 提升为 int，因此值 0xff 变为 0x000000ff，按位补码后变为 0xffffff00。现在这个数字是一个负数(符号位是1)，通过反转二进制补码表示，该数字变成-256。但0x00的按位补码是-1。因此断言失败。

因此，仅对于值 0xffffffff 和 0x00000000，它们的按位补码也相等。