StringBuilder内部方法中& ~1位运算符语法含义解析

先看原方法的代码实现：

private int GetReplaceBufferCapacity(int requiredCapacity)
{
    // 该方法假设所需容量小于StringBuilder的最大容量
    Diagnostics.Debug.Assert(requiredCapacity <= m_MaxCapacity);

    int newCapacity = Capacity;
    // 将当前容量向上取整到大于所需容量的最近2的倍数
    if (newCapacity < requiredCapacity)
    {
        newCapacity = (requiredCapacity + 1) & ~1;
    }
    return newCapacity;
}

& ~1的具体含义 #

拆解来看：

1. ~1（按位取反）：以32位整数为例，1的二进制是00000000 00000000 00000000 00000001，按位取反后会变成11111111 11111111 11111111 11111110——也就是除最低位为0，其余所有位都是1的数值。
2. &（按位与）：当一个数值和上述取反结果做按位与时，会把该数值的最低二进制位强制置为0，最终得到一个偶数（偶数的二进制最低位始终是0）。

结合代码里的(requiredCapacity + 1) & ~1，整体作用是把requiredCapacity向上取整到不小于它的最小2的倍数，举几个实际例子：

• 若requiredCapacity是5（奇数）：5+1=6，6 & ~1结果为6，是不小于5的最小2的倍数；
• 若requiredCapacity是6（偶数）：6+1=7，7 & ~1结果为6，刚好等于自身（本身就是2的倍数）；
• 若requiredCapacity是7（奇数）：7+1=8，8 & ~1结果为8，是不小于7的最小2的倍数。

补充说明 #

根据微软官方对C#位运算符的定义：

• 按位取反运算符~会反转操作数的每一位；
• 按位与运算符&仅当两个操作数的对应位都为1时，结果的该位才为1，否则为0。

这也是& ~1能实现“转偶数”逻辑的底层依据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Humble Newbie