咨询(-4)的按位取反结果（即~(-4)）及Java中负数按位取反方法

嘿，刚上手Java的话，按位取反操作确实容易搞懵，我来一步步给你讲明白～

先看~(-4)的结果 #

在Java里，所有整数都是以补码形式存储的，我们先拆解-4的补码计算过程（以32位int为例）：

1. 先看正数4的二进制原码：00000000 00000000 00000000 00000100
2. 负数的补码是其绝对值的原码按位取反后加1：
   • 4的原码按位取反：11111111 11111111 11111111 11111011
   • 加1后得到-4的补码：11111111 11111111 11111111 11111100
3. 对这个补码执行按位取反~，每一位0变1、1变0，得到：00000000 00000000 00000000 00000011
4. 这个二进制对应的十进制就是3，所以~(-4) = 3

任意负数的按位取反方法 #

其实不管是正数还是负数，按位取反都有个通用的公式：~n = -n - 1，针对负数我们可以用更直观的方式理解：

• 假设负数是-k（k是正整数），代入公式可得：~(-k) = -(-k) -1 = k -1
• 换句话说，一个负数的按位取反结果，就是它的绝对值减1

举几个例子验证下：

• ~(-5) = 5-1=4（实际计算结果确实为4）
• ~(-1) =1-1=0（没错，~(-1)的结果就是0）
• ~(-100)=100-1=99（你可以用补码方式自行验算）

如果想手动计算任意负数的按位取反，步骤和-4的例子一致：

1. 写出该负数绝对值的32位二进制原码
2. 对原码按位取反，再加1得到该负数的补码（即内存中存储的形式）
3. 对补码再次按位取反，将得到的二进制数转成十进制就是最终结果

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rishabh gupta