為什麼 Python 中 `~2` 會產生 `-3`？

理解 Python 的位元補碼運算子 (~)

為什麼 ~2 在 Python 中會產生 -3？位元補運算子 (~)，通常表示為波形符，在位元運算中起著至關重要的作用。為了掌握其工作原理，讓我們深入研究二進制補碼表示的概念。

Python 中的負整數使用二進位補碼存儲，其中涉及反轉正數對應的二進位表示並加一。例如，-2 的二進位補碼的二進位表示為：

這是透過反轉二進位表示 (0000 0010) 的位元並加 1 來獲得的。前導位用作符號位，表示負值。

現在，我們來看看如何將補碼運算子應用到兩個導數上得到-3：

我們只需反轉這些位元兩個，導致反轉的表示。然而，這種反轉的表示恰好與 -3 的補碼表示對齊，即：

因此，將補碼運算子應用於 2 可以有效地提供 -3 的補碼表示。

需要注意的是，補碼運算子 (~) 僅翻轉數字的位元。這些位元的實際解釋取決於機器架構和使用它們的上下文。對於 Python 中的整數，機器根據負數的補碼表示來解釋反轉位元。

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