C编程语言中的~运算符

Question

~运算符在C语言中是按位取反的意思。

有人能解释一下下面这段代码吗？

main()
{
   printf("%d",~5);
}

输出结果为-6

- sgu

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相关：按位取反的维基页面。 - wkl

这个应该在你方便的C参考手册中有所涵盖。如果你没有方便的C参考手册，我推荐Harbison & Steele的C: A Reference Manual。 - John Bode

Answer 1

5 可能是一个32位带符号整数，其二进制表示为 0x00000005，或者二进制表示为：

0b00000000000000000000000000001010

~5是对5进行按位取反运算得到的结果，即0xFFFFFFFA，二进制表示为：

0b11111111111111111111111111110101

使用补码，即-6。

- Jashaszun

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请注意，我说“5”可能是32位，因为根据C标准，int不必是32位。它只需要等于或大于short的大小，而short必须为16位或更多。 - Jashaszun

Answer 2

在C语言中，~运算符是按位取反运算符。因此，在您的示例中，

   main()
{
       printf("%d",~5);
}

将会打印

-6

这些二进制位的工作方式如下：

5 = 0000 0101

当你对一个字节执行NOT操作时，你会翻转所有的1和0，从而得到新的数字

-6 = 1111 1010。

- BCza

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请注意，并不总是会得到 -6 的结果。例如，在使用补码整数的系统中，结果可能是 -5。在使用符号-大小制的系统中，结果可能为 -65530。 - Drew McGowen

@DrewMcGowen 是正确的。我只是用了-6，因为这是我运行时C默认的。 - BCza

Answer 3

来自C标准

4. ~运算符的结果是其（提升后的）操作数的按位补码（即，结果中的每个位仅在转换的操作数中对应的位未设置时设置）。对操作数执行整数提升，并且结果具有提升类型。如果提升类型是无符号类型，则表达式~E等效于该类型中可表示的最大值减去E。

因此，如果您有5，而sizeof(int)等于4，则会得到

00000000 00000000 00000000 00000101 => 5
11111111 11111111 11111111 11111010 => ~5 == -6

如果你使用 unsigned int 而不是 int，例如：

int main( void )
{
   printf("%u", ~5u );
}

如引用中所说：

如果提升的类型是无符号类型，则表达式~E等效于该类型中可表示的最大值减去E。

你将得到。最大的无符号整数值为

11111111 11111111 11111111 11111111 => UINT_MAX
-
00000000 00000000 00000000 00000101 => 5
=
11111111 11111111 11111111 11111010 => UINT_MAX - 5u

- Vlad from Moscow

Answer 4

~ 运算符是按位取反运算符，它会翻转二进制数中的每一位：

因此，当我们将 5 转换为二进制时，5=0101

然后 NOT 0101 的结果是 1010=-6。基本上，~ 用于表示按位取反。

所以答案是 -6。

- manitaz