C語言按位取反 的簡單理解

學習按位取反時，一直不是很理解，為啥對0取反就是-1，對76取反就是-77，網上有說記住x+(~x)=-1就可以了，可還是有點難懂。所以我來解釋一波為啥對0取反就是-1？

十進位制數0的十六進製制表示為 0000 0000

對其~（取反）後得到 1111 1111

此時這個值轉化為十進位制就是255

此時255-256=-1

同理76的十六進製制為 0100 1100，取反後為1011 0011，轉為十進位制數為179，179-256=-77

這裡其實就是有符號數的轉化，在8位的範圍內（0~255），最大值就只能到255。

當然，對於16位、32位數也適用，大家可以試一試。

——無符號數中的負數怎麼表示

在無符號的8位數值中，由於不能為負值，所以-1實際上不能以-1的形式存在（很繞但確實是這樣的），實際你看到的顯示出來的數值為255，這是為啥呢？

例如下面這樣：

#include

typedef
unsigned
char u8;
//8位無符號數,範圍0~255
intmain
(void
)

255

我們知道，在計算機系統中資料都是以補碼形式儲存的，只不過正數的補碼等於反碼又等於原碼。而負數的補碼等於對原碼取反加1。

原碼：1000 0001，（最高位為符號位，為1代表負數，為0代表正數）

反碼：1111 1110，（符號位不變，其他位按位取反）

補碼：1111 1111，（反碼 + 1）

我們看這個補碼是不是很熟悉？？

沒錯，這個-1的補碼也就是我們無符號數255的原碼和補碼；

正數的補碼等於其本身

如果你的變數是8位的帶符號的數，那麼最高位第7位作為符號位用，最高位為0時表示是正數，為1時表示是負數；而無符號數是相對於有符號數而言的，指的是整個機器字長的全部二進位制位均表示數值位，相當於數的絕對值。

在無符號數中，1111 1111是255，但在有符號數中，1111 1111就是-1的補碼。

所以我們原本是想在乙個無符號數中表示乙個有符號數（-1），這是不現實的，但最終計算機妥協了，不過是以無符號數的形式（255）表現出來的有符號數（-1）。

正數的原碼=反碼=補碼。引進補碼的作用是為了讓計算機更方便做減法。

例如：按時間12個小時來算，現在的準確時間是4點，有乙個表顯示的是7點，如果要校準時間,我們可以將時針退7-4=3格，也可以向前撥12-3=9格，計算機做減法就可以使-3轉化為+9，這樣可以簡化計算機的硬體裝置去做複雜的減法。

所以補碼反碼就是為了簡化減法而來的，將減號化為負數，再將負數化為補碼求加法，跟正數沒關係。所以不管是正整數還是正小數，原碼，反碼，補碼都全部相同。1

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