按位不和逻辑不：为什么 ~true == true 和 ~false == false答案

【问题标题】：Bitwise not and Logic wise not: Why ~true == true and ~false == false按位不和逻辑不：为什么 ~true == true 和 ~false == false
【发布时间】：2014-08-08 20:43:56
【问题描述】：

我有一个关于bitwise not 和logical not 的问题，希望有人可以为我解答。

所以我知道以下作品：

!true == false
!false == true

我认为bitwise not 可以做同样的事情，但显然不能。

假设我有一个布尔值：

bool test = true;

然后当我打印出~test 时，输出为true。

如果布尔值是

bool test = false;

然后当我打印出~test 时，输出是true，这是预期的。但是，当我再次执行~test 时，它不会返回到false。

由于某种原因，bitwise not 无法将布尔值从 true 翻转为 false。

有人对此有答案吗？

【问题讨论】：

true = 非零（输入通常为 1），false = 零。 ~true = ~1 = 非零 = true。 ~false = ~0 = nonzero = true（虽然标题说的是假）
听起来是一个很好的理由不将~ 应用于bool 值。真正的答案是：使用!，而不是~。

标签： c++ boolean bit-manipulation

【解决方案1】：

根据 C++ 标准 ([expr.unary.op]) 的 §5.3.1.10，~ 运算符采用整数（或无作用域枚举类型）操作数并执行整数提升，其中 ~ 操作的结果类型是其提升操作数的类型。这意味着布尔值首先被转换为整数（0 用于false 和1 用于true）。由于您的上下文，~ 操作的结果随后将转换回布尔值：false 用于 0，true 用于所有非零值。

如果您有一个布尔值x，您可以将~x 视为~static_cast<int>(x)，将x = ~x 视为x = ((~static_cast<int>(x)) != 0)。

因此：

bool a = false;
bool b = ~a; // b = (~static_cast<int>(a) != 0)
             // b = (~static_cast<int>(false) != 0)
             // b = (~0 != 0)
             // b = (0xffffffff != 0)
             // b = true
bool c = ~b; // c = (~static_cast<int>(b) != 0)
             // c = (~static_cast<int>(true) != 0)
             // c = (~1 != 0)
             // c = (0xfffffffe != 0)
             // c = true

【讨论】：

这不回答为什么~~false true
@LukaRahne 绝对可以。您首先按位不为假，这将产生11...10，然后将其转换为布尔值，从而产生true。正如他解释的那样，当你去然后在true上使用~时，它会给你再次真实的。
@LukaRahne: ~~false 的类型为int，值为0，所以这不是真的。 schohe001 的解释似乎在谈论其他事情。您的表达式不会在 ~ 操作之间将 ~false 转换回布尔值。它只是 bool->int 转换，然后翻转位，然后再次将位翻转回原始位。我们可以在 AVR 的 GCC 中看到这一点：godbolt.org/z/h6f437ova - auto foo() { return ~~false; } 将两个 8 位寄存器加载为零，因此我们可以看到返回类型不是bool（而是int。）正如这个答案所解释的，@ 987654351@很不一样，是-2

【解决方案2】：

了解正在发生的事情的关键是意识到正在发生隐式转换。 ~ 运算符应用于整数并返回整数，因此必须先将操作数转换为整数，然后再将结果转换为布尔值再进行赋值。 false 转换为 0，true 转换为 1。在另一个方向，0 转换为 false，任何非零值 转换为 true。 ~1 非零，因此转换为true。

【讨论】：

【解决方案3】：

在对 bool 应用运算符 ~ 之前，会发生到 int 的转换。因此 ~true 是 ~int(true)，它不为零。

【讨论】：

【解决方案4】：

将bool 转换为int：

true ==> 1
false ==> 0

将int 转换为bool：

zero value ==> false
non-zero value ==> true

从这里开始，您的问题的答案很简单：

~true == ~1
~1 != 0
~1 == true

当且仅当true 转换为~0 时，您对~true == false 的期望才会起作用：

~true == ~~0
~~0 == 0
0 == false

【讨论】：

【解决方案5】：

true 被转换为 0x00000001。 ~ 进行按位否定，翻转它所应用的值中的每一位。 ~0x00000001 == 0xfffffffe，非 0，因此计算结果为真。同样，false 转到 0x00000000，~0x00000000 == 0xffffffff，当转换为 bool 时变为 true。当再次应用 ~ 时，该真实值将转换回 0x00000001，而不是 0xffffffff，然后您又回到了起点。

【讨论】：