Bitoperationen – Warum ~8=-9, ~-8=7 in Javascript?

Question

Wenn ich relevante Informationen zu bitweisen Operationen in JavaScript studiere, verstehe ich die bitweise Inversionsoperation wirklich nicht. Ich verstehe nicht, warum es nach der Invertierung nicht die maximale Zahl ist – der aktuelle Wert, sondern ~8=-9, ~-. 8=7?

Answer 1

因为 ～8 恰好是 -9 在计算机中的表示方式。。。。
32位无符号整数可以表示 0 ～ 2^32-1的正整数范围，这样可以表示2^32个整数。
当作为有符号数的时候，不是把最高的比特位作为符号位，即 -1 不是直接把000..001 的最高bit置为 1 ，而是使用其 -1 + 2^32 = 2^32-1 对应的二进制数表示。这种形式叫做补码。一种最快的求负数补码的方式是，其绝对值的二进制，从低位开始，遇到的第一个 1 之前（包括这个1）不变，其他的 1 变 0， 0 变 1。 比如 -4 的补码是， 4 -> 00...0100 -> 11...1100

这样做的好处是，减少运算规则，对于加法和减法，计算机不必区分是不是有符号的。比如 4 位的整形。 有符号的-5 + 4 = -1 二进制表示是 1011 + 0100 = 1111,而无符号的11+4=15二进制形式也是1011 + 0100 = 1111 。如果用1101 表示-5那么有符号加法就是1101 + 0100 = 1111，这样，人看起来不方便，计算机也不方便。

你说的对，去反就是最大的值-当前的值 这是对于无符号整数来说的。 只是除了>>> 之外，JS 位操作符的返回值，是有符号型的32位整数。

function toUint32(x) {return x>>>0;}
function toInt32(x) { return x>>0;}

MaxUint32 = toUint32(-1);// -1 的二进制表示和 2^32 - 1 一样（32位整形来说）

console.log(MaxUint32) // 4294967295

console.log(8 + toUint32(~8) === MaxUint32)  // true
console.log(7 + toUint32(~7) === MaxUint32)  // true

//  下面几个与本问题无关，就当是扩展了，自己试试输出是什么。
console.log(MaxUint32 + 1)
console.log(toUint32(MaxUint32+1))
console.log(toUint32(MaxUint32+2))

Answer 2

取反？按位非吧，执行按位非的结果就是返回数值的反码。

Answer 3

因为这里的按位取反并不是真正的按位取反，而是补码运算。

具体的请参考这个问题：js中怎么理解按位取反？

Answer 4

取反操作会将符号位也取反，详见：《JavaScript 高级程序设计》3.5.2 位操作运算

Answer 5

~8=-9
8的二进制 11000 =》第一位是符号位，正数1，负数0
按位取反 =》所有位取反，再取补码
11000 取反=》 00111 补码（负数的补码，符号位不动，其它取反+1）=》 01000+1 =》01001（-9）

~-8=7？
-8的二进制 01000 =》第一位是符号位，正数1，负数0
按位取反 =》所有位取反，再取补码
01000 取反=》 10111 补码（正数的补码是其本身）=》 10111（7）