Java 中~运算符

引言

在计算机系统中，位运算是底层数据处理的重要手段，而按位取反运算（~）作为常见的位运算之一，其结果的理解依赖于对数值的二进制表示及编码方式的掌握。Java语言中，所有整数类型均采用补码形式存储，这直接影响了按位取反操作的结果表现。通过对正数和负数在原码、反码和补码三种表示方法的解析，可以深入理解按位取反运算的计算规则和数值转换过程。本文将结合具体示例，系统阐述按位取反操作的原理及补码表示的基本概念，帮助读者准确掌握相关的位运算技巧。

1. 运算规则（如果位为0，结果是1，如果位为1，结果是0）

比如：~37

在Java中，所有数据的表示方法都是以补码的形式表示，如果没有特殊说明，Java中的数据类型默认是int，int数据类型的长度是8位，一位是四个字节，就是32字节，32bit。

37转为二进制是100101

补码后为： 00000000 00000000 00000000 00100101

取反为：    11111111   11111111   11111111   11011010

因为高位是1，所以原码为负数，负数的补码是其绝对值的原码取反，末尾再加1。

因此，我们可将这个二进制数的补码进行还原：

（1）首先，末尾减1得反码：     11111111   11111111   11111111   11011001

（2）其次，将各位取反得原码：00000000 00000000 00000000 00100110

（3）此时二进制转原码为38

（4）所以~37 = -38

2. 快速计算

正数做非运算时：取反、-1，取反

负数做非运算时：取反、+1、取反

3. 反码

反码的表示方法是:

正数的反码是其本身

负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变，其余各个位取反.

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反

[-1] = [10000001]原 = [11111110]反

4. 补码

补码的表示方法是:

正数的补码就是其本身

负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补

[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补

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