为什么位运算中的“非1”等于-2?

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在前端开发中,我们经常使用到位运算符。但是,有些人可能会对它们的行为感到疑惑。其中一个最常见的问题就是:为什么位运算中的“非1”等于-2?这篇文章将深入探讨这个问题并给出解释。

什么是位运算符?

在计算机中,所有数字都以二进制的形式存储和处理。位运算符就是一组用于操作二进制数的运算符。以下是一些常见的位运算符:

  • &(按位与)
  • |(按位或)
  • ^(按位异或)
  • ~(按位取反)
  • <<(左移)
  • >>(右移)

为什么“非1”等于-2?

在 JavaScript 中,~ 运算符表示按位取反。例如,~5 的结果是 -6。但是,当我们尝试对数字 1 进行按位取反时,我们得到了 -2,而不是 -1

为什么会这样呢?原因是由于位运算符的工作方式。当我们对数字 1 进行按位取反时,JavaScript 首先将其转换为一个 32 位的二进制数(因为 JavaScript 使用的是 32 位浮点数)。

数字 1 的二进制表示形式是 00000000000000000000000000000001。按位取反后,每一位都会翻转(0 变成 1,1 变成 0),结果为 11111111111111111111111111111110。这个结果是一个使用补码表示负数的二进制数。

在使用补码表示负数时,最高位(即符号位)被用作表示负数符号的标志位。如果最高位为 1,则该数是负数。因此,对于我们刚刚计算出的二进制数 11111111111111111111111111111110,它的符号位为 1,因此它被解释为一个负数。

要将这个负数转换回十进制,需要使用补码转换规则。具体来说,我们需要将每一位都翻转(0 变成 1,1 变成 0),并将最高位(符号位)转换为负号。这样做可以得到 -2

因此,当我们在 JavaScript 中对数字 1 进行按位取反时,我们得到了 -2

示例代码

以下是一些示例代码,展示了“非1”等于-2的行为:

结论

虽然“非1等于-2”看起来可能令人困惑,但实际上它是位运算符工作方式的自然结果。了解这个行为可以帮助您更好地理解和运用位运算符。

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