java 取反学习

问题

最近学习java 位操作，取反运算遇到了问题。

public class bitMpt {
        public static void main(String[] args) {
            int a = 128;
            int b = 129;
            int c = 2;
            System.out.println("a and b result: "+(a&b));
            System.out.println("a or b result: "+(a|b));
            System.out.println("~ c result: "+(~c));
            System.out.println("a ^ b result: "+(a^b));
        }
}

c = 2 取反，10变01， 结果应该为1，但运行结果为-3。

知识点

java存储的是有符号数，在计算机中，有符号数通常是使用补码存储的。

原码

原码就是符号位加上真值的绝对值,即用第一位表示符号, 其余位表示值. 比如如果是8位二进制:

[+1]原 = 0000 0001

[-1]原 = 1000 0001
第一位是符号位. 正数符号位为0，负数为1。

反码

正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上,符号位不变，其余各个位取反.
例如：

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反

[-1] = [10000001]原 = [11111110]反

补码

正数的补码就是其本身
负数的补码是在反码的基础上+1。
例如:

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补

[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补

总结

所以回到一开始的问题，int a = 2 a在计算机中是以补码存储的。
对于2这个正数来说，补码、反码、原码都是相同的，又由于是数值型，在这里我先用八位bit来表示一下：

原码:0000 0010反码:0000 0010

补码:0000 0010
取反取反过程是在补码的基础上进行的，由于是按位取反，无论符号位还是数值位都要取反，所以结果如下:

取反后的补码: 1111 1101

换算为值那么取反后的补码的实际值是多少呢？我们需要先把他转化为原码，过程如下:

反码 = 1111 1101 - 1 = 1111 1100

原码 = 反码符号位不变，其余取反 = 1000 0011
所以，最后的值-3

<small>[参考] https://segmentfault.com/a/1190000004877495