为什么 ~True 结果是-2？答案

【问题标题】：Why does ~True result in -2?为什么 ~True 结果是-2？
【发布时间】：2014-03-19 20:02:34
【问题描述】：

在 Python 控制台中：

~True

给我：

-2

为什么？有人可以用二进制向我解释这个特殊情况吗？

【问题讨论】：

因为~1 是-2，请尝试：True == 1
确切地说：“True is 1”不是真的，True == 1 是真的。
你真的认为看到UNARY_INVERT（整个字节码）会增加答案吗？
这个问题不是重复的！它询问bool 的特定行为。这与~ 的工作方式无关。事实上，对这个问题的有效回答可以避免提及 2 的补码以及 ~ 如何对整数进行操作。
另见：Why when 127*2 the result is -2 when we change to byte?

【解决方案1】：

int(True) 是1。

1 是：

00000001

而~1 是：

11111110

¹ 翻转所有位，将结果数加 1 并将结果解释为幅度的二进制表示并添加负号（因为数字开始1）：

11111110 → 00000001 → 00000010 
         ↑          ↑ 
       Flip       Add 1

这是 2，但符号为负，因为 MSB 是 1。

值得一提：

想想bool，你会发现它本质上是数字——它有两个值，True 和False，它们只是整数 1 和 0 的“定制”版本，它们只会打印自己不同。它们是整数类型int 的子类。

所以它们的行为与 1 和 0 完全相同，只是 bool 重新定义了 str 和 repr 以不同方式显示它们。

>>> type(True)
<class 'bool'>
>>> isinstance(True, int)
True

>>> True == 1
True
>>> True is 1  # they're still different objects
False

【讨论】：

@ofcapl 只是想说：虽然int('1') 也是1 但~'1' 是类型错误异常，而~True 不是这是因为bool 是@987654347 的子类@@Martijn 在他的回答中添加了这个信息。
作为记录，@ofcapl，这个答案显示了正在发生的事情的二进制算术解释，而不是实际的bytecode（这将是某种从源代码编译的中间或操作级代码） .
@etrusco 你在说什么语言？我确切地知道True == -1 的位置为0，而且我知道很多地方可以说True == 1...
@etrusco @l4mpi 一些老式 BASIC 使用 -1 表示 TRUE；它有一个很好的特性，即按位 AND 和 OR 运算符也适用于逻辑 AND 和 OR（x & -1 在 C 中x && 1 非零的情况下非零），只要你不这样做'不关心短路。但是，据我所知，没有任何主流语言使用-1 表示 TRUE。
形式逻辑将truth定义为单值；所有这一切都不是true 是false。我所知道的所有编程语言都将形式逻辑置于其头上，将false 定义为单值（0），而所有不是错误的都是true）。例如C#，尽管 Javascript 有点离群，但有多种真实性和multiple flavors of falsiness。

【解决方案2】：

Python bool 类型是 int 的子类（出于历史原因；布尔值仅在 Python 2.3 中添加）。

因为int(True) 是1，所以~True 是~1 是-2。

请参阅PEP 285，了解为什么bool 是int 的子类。

如果您想要布尔逆，请使用not：

>>> not True
False
>>> not False
True

如果您想知道为什么~1 是-2，那是因为您将有符号整数中的所有位取反； 00000001 变为 1111110 在 signed 整数中是一个负数，参见 Two's complement:

>>> # Python 3
...
>>> import struct
>>> format(struct.pack('b', 1)[0], '08b')
'00000001'
>>> format(struct.pack('b', ~1)[0], '08b')
'11111110'

其中初始1 位表示该值为负数，其余位编码正数减一的倒数。

【讨论】：

@GrijeshChauhan：为了恭维，您可以使用struct.pack，因为bin(integer) 或format(integer, '08b') 不要考虑有符号整数。
@thefourtheye , MartijnPieters 我试过但它令人困惑，例如bin(~True), bin(-2), bin(~1) 都给出'-0b10' 如果-2 表示是10 那么为什么- 符号。
我的意思是10 本身 2'complement then -ve?
@GrijeshChauhan 您可以像这样format(-2 % (1 << 32), "032b") 获得负数和正数的二进制补码表示法
@thefourtheye：我会使用位掩码：format(-2 & ((1 << 32) - 1), "032b")

【解决方案3】：

~True == -2 如果 True 表示1 和 ~ 表示位反转，这并不奇怪...... p>

...前提是

编辑：

【讨论】：