C按位求反产生负输出：[重复]答案

【问题标题】：C bitwise negation creates negative output: [duplicate]C按位求反产生负输出：[重复]
【发布时间】：2012-09-22 14:56:13
【问题描述】：

我非常努力地翻转 C int 变量中的位。我是这样做的：

input = 15;

input = ~input;

printf("%d", input);

但它总是显示为-16。应该是0！如果15 写成1111，为什么会返回10000？！这太让人抓狂了！有人可以帮帮我吗！？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

由于您系统上的int 很可能是一个 32 位数字，因此所有位都被翻转，包括原始数字中无意义的零的位：

00000000000000000000000000001111

变成

11111111111111111111111111110000

这是一个负数：15 的最高位为零，所以翻转时变为1。

如果您只想保留原始数字的位，则需要在数字的重要位置用所有位进行掩码，如下所示：

printf("%d\n", input & 0xF);

ANDing 和 0xF“切断”除最后四位之外的所有位。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是因为input 由多于四位组成。如果我们假设input是一个signed char，有8位（或一个字节），那么：

input == 15 == 0x0F == 0b00001111

如您所见，input 的高 4 位均为 0。经过位非运算 (~) 后，我们有：

~input == -16 == 0xF0 == 0b11110000

以前为零的四个位现在是一，现在是零。有符号变量中的最高有效位确定其符号（0 为正，1 为负）。因此，通过翻转位，符号已被反转。负数可以读作：

1      1     1     1     0     0     0   0
-128 + 64  + 32  + 16  + 0   + 0   + 0 + 0

解析为打印的 -16。

如果您的作业是使用按位 NOT 将变量归零，请尝试将 input 声明为 unsigned char 以避免担心符号位。然后，将input 设置为255，这是一个8 位变量可以容纳的最大值（0xFF 或0b11111111）。

【讨论】：

【解决方案3】：

15 的类型为 int。根据int 的大小，15 的表示以1111 结尾，但它开始以一堆0s。

~ 运算符翻转所有位； 1s（其中 4 个）变为 0s，0s（其中 N-4 个）变为 1s。

【讨论】：