關於使用python ~取反操做符帶出的一系列問題

晚上的時候，無心之間看到stackoverflow上面的一個編程挑戰賽，各路高手各類搞事，看到python的地方忽然發現用了不少位運算的符號，可是~符號引發了我和同事的注意。

咱們不多在程序中使用這種東西，一個是可讀性問題，二是感受不是很熟練因而興致來了，便探究一番~取反運算。

 

首先看看行爲

In [1]: ~3
Out[1]: -4

取反3等於-4，那麼是如何進行計算的呢？

 

首先咱們知道3的二進制用8bit表示爲 0000 0011 那麼對這個數進行二進制取反獲得 1111 1100 這點來講應該不會有什麼理解上的問題。

可是到這裏，若是已經忘記或者不知道負數在計算機中是以補碼形式表示的盆友(好比我這個菜🐔)就會疑惑了 1111 1100 並非-4啊？？？怎麼回事。

如今計算機廣泛使用補碼錶示負數，因此如今問題變成了 一個數x的補碼等於1111 1100 咱們要求這個x。

知道一個數的補碼 要求其值的方法是 首先看符號位也就是最左的一位，若是是1表明是負數(-)若是是0代碼是正數(+)，而後對該值取反+1獲得其源碼

1111 1100 取反 0000 0011 ＋ 1 ＝ 0000 0100 加上符號- 0000 0100 = -4

 

搞清楚了嗎？ 沒有？ 咱們再看看個負數的反碼

In [3]: ~-4
Out[3]: 3

首先-4 的表示是使用了4的補碼 也就是 0000 0100 的補碼 1111 1100表示，在計算機存儲中這個數表示-4。

而後咱們取-4的反碼 也就是取1111 1100的反碼

1111 1100 取反 0000 0011 結果等於3 

 

Reference:

《計算機科學導論》－－Behrouz A.Forouzan