怎么给二进制取反
2025-05-01 10:32:12
慧心园丁
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二进制取反是按位运算的一种，用于将二进制数的每一位0变为1，1变为0。以下是具体操作步骤及注意事项：
一、基本操作规则
符号位处理
- 正数：
最高位为0，取反后符号位保持0，结果与原码相同。 - 负数：最高位为1，取反后需进行两次操作：
- 先对补码（原码取反+1）按位取反；
- 最高位保持1，结果为负数。
操作步骤
- 正数：
直接按位取反即可，例如 `~5`（二进制 `0000 0000 0000 0101`）→ `1111 1111 1111 1010`（补码）→ `1000 0000 0000 0110`（原码）→ `-6`。 - 负数：先取绝对值补码，再按位取反，最后加1。例如 `~-5`：
- `5` 的补码为 `0000 0000 0000 0101` → 取反后 `1111 1111 1111 1010` → 加1得 `1111 1111 1111 1011`（补码）→ 原码为 `-6`。
二、注意事项
位数限制
- 通常以8位或16位表示，超出部分会被忽略。例如 `10`（二进制 `0000 1010`）取反后为 `1111 0101`，对应十进制 `9`。
语言差异
- 在Python中，`~` 运算符对负数取反会得到补码加1的结果（如 `~5` 为 `-6`），与Java等语言的补码规则一致。
符号扩展
- 若需处理固定位数（如16位），需手动补零。例如 `5`（二进制 `0000 0000 0000 0101`）16位取反后为 `1111 1111 1111 1010`。
三、示例
正数示例：
`~9`（二进制 `0000 1001`）→ `1111 0110` → 原码 `1000 1011` → `-9`。- 负数示例：`~-10`（二进制 `1000 1010`）→ `0000 0101` → 补码 `1111 1010` → 原码 `1000 0001` → `-1`。
通过以上规则，可正确实现二进制取反操作。
