C语言中 原码、反码、补码 以及 取反（单目操作符 ~ ）（第）

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文章目录

• 前言：必备知识
• 一、原码、反码、补码
• • 1、原码
  • 2、反码
  • 3、补码
• 二、取反 （单目操作符 ~ ）
• • 1、数值8
  • 2、数值-8
• 三、负整数 的 原码、反码、补码
• 四、正整数 的 原码、反码、补码

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前言：必备知识

强调点：1、内存中存储的是 补码，打印显示在电脑屏幕上的是 原码；
2、反码 = 补码 - 1
3、因为计算机中存储是以补码的方式存储，所以我们对一个数取反，要先对它的补码进行取反，然后再求取反后的原码，而不是直接对其原码进行取反。
反码 = 补码 - 1
4、正整数的原码 反码 补码 是一样的；
5、负整数：原码，反码->原码的最高位符号位不变，其余位取反，
补码->反码+1。
6、最高位为1，表示负整数；最高位为0，表示正整数

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一、原码、反码、补码

1、原码

原码由二进制原数值部分和符号部分组成
+1010101的原码为01010101，-1010101的原码为11010101，
0：正，1：负

2、反码

正数：反码和原码相同，为符号位加上原数值。
[phone]的反码为010010101
负数：反码为符号位不变加上原数值按位取反。-10010101的反码为101101010

3、补码

正数：补码，原码，反码相同。+110011补码为0110011
负数：补码为符号位加上原数值按位取反后再在最低位加 1，即为反码加 1 。-110011补码为1001101

二、取反 （单目操作符 ~ ）

‘~’：单目运算符，对一个数的二进制位 按位取反。
以 8 和 -8 为例：

1、数值8

int main()
{
	int a = 8;
	printf("%d	", ~a);
	return 0;          //输出结果：-9
}

数值	8
原码	0000 0000 0000 1000
反码	0000 0000 0000 1000
补码	0000 0000 0000 1000

因为计算机中存储是以补码的方式存储，所以我们对一个数取反，要先对它的补码进行取反，然后再求取反后的原码，而不是直接对其原码进行取反。

补码取反（此时仍然是补码）	1111 1111 1111 0111（单目运算符~，是对所有二进制位取反）
取反后的反码	1111 1111 1111 0110（反码 = 补码 - 1）
取反后的原码	1000 0000 0000 1001

原码二进制转换为十进制为：-9
故 ~8 = -9

2、数值-8

int main()
{
	int a = -8;
	printf("%d	", ~a);
	return 0;     //输出结果为：7
}

数值	-8
原码	1000 0000 0000 1000
反码	1111 1111 1111 0111
补码	1111 1111 1111 1000
补码取反（此时仍然是补码）	0000 0000 0000 0111
取反后的反码	0000 0000 0000 0110（反码 = 补码 - 1）
取反后的原码	0000 0000 0000 0110 （正数，原码、反码相同）

原码二进制转换为十进制为：7
故 ~(-8) = 7

三、负整数 的 原码、反码、补码

#include<>

int main()
{
	int a = -1;
	printf("%d	", ~a);
	return 0;          //输出结果：0
}

解释：
变量类型 int ，4个字节
-1：
原码：10000000 00000000 00000000 00000001
反码：111111111 111111111 111111111 111111110（符号位不变，其余取反）
补码：111111111 111111111 111111111 111111111 （反码 + 1）

代码中 ~ 是单目运算符：对一个数的二进制位 按位取反

内存中存储的是 补码，按位取反
得到：00000000 00000000 00000000 00000000，这是一个正整数（符号位为0），所以原码、反码、补码是相同的，所以结果为0。
补码取反（此时仍然是补码）：00000000 00000000 00000000 00000000
取反后的反码：00000000 00000000 00000000 00000000
取反后的原码：00000000 00000000 00000000 00000000

原码二进制转换为十进制为：0
故 ~(-1) = 0

四、正整数 的 原码、反码、补码

#include<>

int main()
{
	int a = 0;
	printf("%d	", ~a);
	return 0;          //输出结果：-1
}

解释
0：
原码：00000000 00000000 00000000 00000000
反码：00000000 00000000 00000000 00000000
补码：00000000 00000000 00000000 00000000
因为有 ~ ，所有二进制位按位取反
补码取反（此时仍然是补码）：11111111 11111111 11111111 11111111
取反后的反码：11111111 11111111 11111111 11111110 （反码 = 补码 - 1）
取反后的原码：10000000 00000000 00000000 00000001

原码二进制转换为十进制为：-1
故 ~0 = -1