c - ~ 一元运算符和按位测试给出否定结果

Question

我正在研究按位运算符，它们是有意义的，直到一元 ~one 的补码与它们一起使用。谁能向我解释一下这是如何工作的？

例如，这些是有意义的，但除这些之外的其余计算则不然:

1&~0 = 1   (~0 is 1 -> 1&1 = 1)
~0^~0 = 0  (~0 is 1 -> 1^1 = 0)
~1^0 = 1   (~1 is 0 -> 0^1 = 1)
~0&1 = 1   (~0 is 1 -> 1&1 = 1)
~0^~1 = 1  (~0 is 1, ~1 is 0 -> 1^0 = 1)
~1^~1 = 0  (~1 is 0 -> 0^0)

产生的其余结果是负数(或者如果无符号则非常大的数字)或与我所知道的逻辑相矛盾。例如:

0&~1 = 0   (~1 = 0 therefor 0&0 should equal 0 but they equal 1)
~0&~1 = -2
~1|~0 = -1

等等。你可以在哪里让我了解这方面的知识吗？

Answer 1

当你将它们进一步扩展时，它们实际上确实有意义。但有几点需要注意:

1. 仅当涉及的两个位均为 1 时，按位 AND 才会产生 1。否则，会产生 0. 1 & 1 = 1, 0 & everything = 0。

2. 当该位置中的任何位为 1 时，按位或产生 1，仅当该位置中的所有位都为 0 时，按位或产生 0。 1 | 0 = 1, 1 | 0 = 1, 1 | 1 = 1, 0 | 1 = 1, 0 | 0 = 0。

3. 有符号数通常以二进制补码形式完成(尽管处理器不必这样做!)。请记住，对于二进制补码，当最高位位置为 1 时，您可以反转并加 1 来获取幅度。

假设是 32 位整数，您将得到以下结果:

 0 & ~1 = 0 & 0xFFFFFFFE = 0
~0 & ~1 = 0xFFFFFFFF & 0xFFFFFFFE = 0xFFFFFFFE (0x00000001 + 1) = -2
~1 | ~0 = 0xFFFFFFFE & 0xFFFFFFFF = 0xFFFFFFFF (0x00000000 + 1) = -1