十进制整数补码程序输出不符预期的原因？[位操作]

用户提供的代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

// Complement of Base 10 Integer 

int main()
{
    int n, mask = 0, ans;
    cout << "enter a number : ";
    cin >> n;
    if (n == 0)
    {
        cout << 1;
    }
    else
    {
        while (n != 0)
        {
            mask = (mask << 1) | 1;
            n = n >> 1;
        }
        ans = (~n) & mask;
        cout << "ans = " << ans;
    }
    return 0;
}

这段代码意图实现十进制整数的补码计算，但输入n=5时输出ans=7，与预期结果2不符，核心问题是原始输入的n值被循环操作修改：

• 循环中n = n >> 1会不断将n右移，直到n变为0，此时原始的n值（5）已经完全丢失。
• 后续执行~n时，n是0，按二进制补码规则~0是全1的二进制数（比如32位int就是0xFFFFFFFF），再和mask（此时mask是0b111，因为5是3位二进制数）做与运算，结果就是0b111即十进制7，完全偏离预期。

修正方案 #

用临时变量保存原始的n值，仅让临时变量参与循环移位操作：

#include <iostream>
using namespace std;

// Complement of Base 10 Integer 

int main()
{
    int n, mask = 0, ans;
    cout << "enter a number : ";
    cin >> n;
    if (n == 0)
    {
        cout << 1;
    }
    else
    {
        int temp = n; // 保存原始n值
        while (temp != 0)
        {
            mask = (mask << 1) | 1;
            temp = temp >> 1;
        }
        ans = (~n) & mask; // 使用原始n值计算
        cout << "ans = " << ans;
    }
    return 0;
}

修正后输入n=5时，mask是0b111，~5的二进制是...11111010，和mask做与运算后得到0b010即十进制2，符合预期。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vaibhav Kumar