为什么编译器对整数Bitwise NOT按位非运算采用2's complement补码规则？

核心原因非常简单：当前主流计算机体系的有符号整数，本身就是默认以补码格式存储和运算的，并非编译器额外对按位非的结果做了补码转换。
补码成为有符号数标准存储格式的核心优势有两个：

• 可以将有符号数的加法和减法统一为加法电路实现，不需要单独设计减法运算硬件，大幅降低了CPU算术逻辑单元的实现成本
• 符号位可以直接和数值位共同参与运算，不需要额外判断符号位单独处理，运算逻辑更简洁

示例说明 #

我们以4位有符号整数为例，对应你给出的~5 = -6的结果：

1. 十进制数5的4位补码表示为 0101
2. 按位非运算会对每一位二进制位做翻转，得到结果 1010
3. 这时候如果把1010解析为无符号整数，对应的十进制值确实是10；但如果作为系统默认的有符号整数解析，就会按照补码规则计算真值：
   4位补码的最高位权重为-2^(4-1) = -8，剩余三位权重为正，所以1010的真值为 1*(-8) + 0*4 + 1*2 + 0*1 = -6
   如果显式把按位非的结果强制转换为无符号类型输出，就会得到无符号值10，不会被解析为负数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hanish gopi