为什么在JavaScript中“~undefined”等于-1？

Question

根据这篇文章，运行以下代码

> ~function () { console.log('foo');}()
  foo
  -1

众所周知，上述匿名函数的返回值为undefined。为什么~undefined等于-1？我找不到类似的问题。

- zangw

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对于像我这样的人，想知道 JavaScript 中波浪号（~）的作用，这里有答案。 - Uwe Keim

因为JavaScript，这就是原因！ - Jose Faeti

@JoseFaeti 或者因为有些人无法正确学习它，这就是原因！ - zerkms

Answer 1

~ 是按位非操作符。它使用ToNumber将参数转换为数字。 ToInt32的定义如下：

1. 令number等于ToNumber(argument)的结果。
2. 如果转换后的number无效，返回undefined。
3. 如果number是NaN、+0、-0、+∞或-∞，则返回+0。
   ...

而ToNumber(undefined)返回NaN，所以根据第3步，ToInt32返回0。

因此，~0是-1。

- Felix Kling

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请问您能指出标准在哪里说“运算符被转换为带符号的32位整数，采用二进制补码格式”吗？同时也可以提供一下 ToInt32 的链接吗？（我并不是在质疑您的答案，只是好奇而已。） - Holt

@Holt：我已经链接到 ToInt32 的定义了。你需要 NOT 运算符规范的链接吗？ - Felix Kling

是的，我在这里找到了它（http://www.ecma-international.org/ecma-262/6.0/index.html#sec-bitwise-not-operator） - 标准比developer.mozilla.org上的文档更加明确，我认为在您的帖子中添加NOT运算符的标准链接（甚至引用）可能是一个好主意。 - Holt

所有的位运算符在JavaScript中都是使用（主要）带符号的32位整数完成的 - 我说“主要”，因为<<，>>的右操作数以及>>>的左右操作数都是无符号的32位。 - Jaromanda X

@JaromandaX 我之所以问这个问题是因为（对我来说）developer.mozilla.org上的引用有点暧昧，但标准明确指向 ToInt32。 - Holt

Answer 2

JS中不能用位来表示的所有内容(例如"undefined, NaN")在使用位运算符~时会被视为0或者0000000000000b，因为它将操作数转换为带符号的整数。这个操作是按位非(1的补码)，会翻转位，所以该语句结果为111111111111b，即一长串1。当使用二进制数字时，最高位（MSB）被视为符号。因此，将所有的0转换为1后，结果为-1，例如尝试执行~0。要获取数字的二进制表示，请使用以下代码：(-3 >>> 0).toString(2)。详见@felixkling的回答。

- Minato

Answer 3

显然，undefined的位表示全部为0。可以通过以下方式看到这一点：undefined | 0，其结果为0。因此，我们知道undefined的位表示都是零。

如果我们现在反转所有位（这正是~所做的），我们得到所有的1，即-1的表示。

所有这些都是由于JavaScript的类型协同作用而实现的。

- wastl