位运算场景四正负数转换

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#补码 #位运算 #取反 #java

本文介绍了一种使用位运算实现数字符号反转的方法，通过整数取反加1可将正数变为负数，反之亦然。该方法利用了计算机内部表示数值的原理，适用于需要快速改变数值符号的场景。

1 描述

通常正负数通过 *-1进行，此时可以通过位运算实现，交换符号将正数变成负数，负数变成正数

2 实现

public static int reversal(int a) {		 
	return ~a + 1;
}

3 总结

整数取反加1，正好变成其对应的负数(补码表示)；负数取反加一，则变为其原码，即正数
 

Python基础之位运算符（含原码反码补码的通俗解释）
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位运算：~（正/负）运算步骤
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计算机底层取负运算实现为什么是按位取反加一
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这个问题是我在看2015 CMU 15-213 CSAPP的第二节时想到的。 这门课尝试用另一种方式——相对于国内用原码反码补码的数电体系（后面就用这个简称了）——解释计算机是如何用二进制表示有符号数。问题产生于他讲的这个案例：-(-2147483648)。 讲到这里我很想骂娘，因为有一万个博客都讲“如果进行了该运算，运算的结果会超过int的范围，不会得到想要的结果，而是-2147483648。”至于为什么会得到这个结果？那可以看另一些提到取负运算的底层原理的博客：“取负运算就是按位取反再加一”。那按位取反
正数转负数的二进制过程
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入门_01_二进制和位运算
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将 a 转换为二进制表达式，然后向左移动1位，空位补零，最终的结果就是将a的值乘于2的移动位数的次方，例如向左移动1位，说明将结果乘为原来的2倍。将 a 转换为二进制表达式，然后向右移动1位，空位补零，最终的结果就是将a的值除以2的移动位数的次方，例如向右移动1位，说明将结果除以原来的2倍。上述表达式会先将a，b都转换为2进制表达式，然后按位进行与运算，即只要有二者均为1，那么这个位才为1。上述表达式会先将a，b都转换为2进制表达式，然后按位进行或运算，即只要有一个为1，那么这个位即为1。
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用位运算把数字转换成负二进制 比如说1(2^1) 0(2^0),他的负二进制是 1(2^2) 1(2^1) 0(2^0),可以看出-2进制的相邻两个位（低位为2的奇数指数，高位是2的偶数指数），这两个数字的和即是低位的绝对值，如： 2^3 = ((-2)^4)+((- 2^3))=8; 结论： 二进制的位上为1且此位的位置为奇数（比如说00…001,最右边的1的位置是0，为偶数,比如说00…010,最右边的0旁边的1的位置是1，为奇数）,那么该为+2，即1变成11; 举个例子：一个数字10，它的二进制是1
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1.如果要输入有符号数-20时，可以直接a=8'b10010100(原码)或者a=-7'b0010100(不加符号位的原码)或者a=-8'd20；不需要将原码转换为补码后输入IO。 2.当负数进行运算时（加减乘除），结果仍然为负数，其输出的二进制数以补码形式输出。例如-80输出为10110000。 3.当输入数字占用高位时应当注意符号位与数位有没有冲突。例如：a=4'd8;此时芯片会将这个数识别为-8。 ...
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