C语言中对整数1按位取反得-2而非4294967294，如何获取目标值？

这是HackerRank的一道新手题，要求对32位表示的long类型数值进行位翻转并返回结果。例如，1的32位二进制为00000000 00000000 00000000 00000001，使用~操作符按位取反后应为11111111 11111111 11111111 11111110，对应数值4294967294，但实际得到的是-2。

尝试的代码：

long flippingBits(long n) {
    unsigned long m = n;
    unsigned long x = ~n;
    return x;
}

结果仍为-2，仅用long类型或强制转换也无效。改用异或操作后成功：

long flippingBits(long n) {
    unsigned long m = n;
    unsigned long x = n ^ 4294967295;
    return x;
}

为什么~1得到的是-2而非4294967294？ #

• C语言中整数默认是有符号类型，1作为int（通常为32位），按位取反后得到的二进制是11111111 11111111 11111111 11111110。在补码表示的有符号整数规则里，最高位是符号位，1代表负数，将补码转原码需要取反加1，得到00000000 00000000 00000000 00000010，对应数值2，加上符号就是-2。
• 你的代码中~n操作的是long类型的n，如果long是64位有符号类型，取反后会得到64位的全1（仅最低位为0），转换为有符号数时会被解释为-2，而你期望的是32位无符号的结果，直接返回会被当作有符号数处理，所以输出-2。

如何让~操作符返回4294967294？ #

要实现需求，需确保取反操作针对32位无符号整数，并正确处理类型转换：

1. 使用标准32位无符号类型转换（需包含<stdint.h>）：

#include <stdint.h>
long flippingBits(long n) {
    uint32_t unsigned_32 = (uint32_t)n;
    uint32_t flipped = ~unsigned_32;
    return (long)flipped;
}

2. 手动用掩码截断为32位无符号值：

long flippingBits(long n) {
    unsigned long flipped = ~n;
    // 4294967295即0xFFFFFFFF，保留低32位
    flipped &= 4294967295UL;
    return (long)flipped;
}

3. 你之前的异或方法有效，是因为4294967295是32位全1的无符号数，异或操作等价于对低32位按位取反，且无符号类型计算的结果不会被解释为负数，转换为long时自然得到正确的正数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Coder88