为何将~0强制转换为unsigned long会得到全1位模式？

拆解整个过程的关键逻辑：

• 第一步：0是有符号int类型（4字节），~0对其每一位取反后，二进制为11111111 11111111 11111111 11111111。按照有符号int的补码规则，这个值等价于**-1**，而非“无符号的全1值”。
• 第二步：将有符号int的-1转换为unsigned long（8字节）时，C语言规定：有符号数转无符号数，结果为该值对2^N取模（N是目标无符号类型的总位数，此处为64）。-1 mod 2^64的结果是2^64 -1，对应十六进制就是0xFFFFFFFFFFFFFFFF——也就是全8字节的1。

你理解偏差的核心原因 #

你误以为~0是“4字节无符号全1值”，转换时会高位补0，但实际上~0是有符号int类型的-1，转无符号类型时遵循补码符号扩展规则，而非零扩展，最终得到全位1的结果。

如果想要得到你预期的0x00000000FFFFFFFF，可以把0声明为无符号int：

(unsigned long) ~0U

这里0U是unsigned int类型，~0U得到unsigned int的全1（值为0xFFFFFFFF），转换到unsigned long时会进行零扩展，高位补0，最终就是你想要的结果。

补充：K&R getbits函数里的~(~0 << n) #

这个表达式的目的是生成低n位全1的掩码。~0作为int的-1，左移n位后得到高位全1、低n位全0的有符号int值，再取反就得到低n位全1的掩码。在当时的环境下（比如16位int），这个写法比直接写0xFFFF更通用，能适配不同的int位数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hermit