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java - Java如何计算负数？

coder 2023-08-31 原文

我使用~操作进行位操作，我只是想知道Java是如何计算负数的？

我查看了 Java 文档:

"The unary bitwise complement operator "~" inverts a bit pattern; it can be applied to any of the integral types, making every "0" a "1" and every "1" a "0". For example, a byte contains 8 bits; applying this operator to a value whose bit pattern is "00000000" would change its pattern to "11111111"."

因此，如果 int a = 60 (0011 1100)，则 int c = ~a (1100 0011)。

问题是，Java 如何计算负数使得 1100 0011 = -61？ 1100 0011 计算 -61 的唯一方法是

  1. 最高位是符号位。
  2. -2^6 + 2^1 + 2^0 = -61。

但这对我来说毫无意义。

最佳答案

最高位是一个简单的符号位的假设是错误的。 Java 以及大多数现代编程语言(和硬件架构)都使用所谓的 two's complement数字的表示。 (巧合的是，该位本身确实指示符号，但不是您期望的方式，即 150 和 -150 的差异不仅仅是符号位的表示。)

这种表示形式乍一看似乎是一个奇怪的选择，但它实际上使诸如将正数添加到负数(或其变体)之类的操作自动运行，而无需使处理器必须检查特殊情况。

根据 the relevant Wikipedia article :

The system is useful in simplifying the implementation of arithmetic on computer hardware. Adding 0011 (3) to 1111 (−1) at first seems to give the incorrect answer of 10010. However, the hardware can simply ignore the left-most bit to give the correct answer of 0010 (2). Overflow checks still must exist to catch operations such as summing 0100 and 0100. The system therefore allows addition of negative operands without a subtraction circuit and a circuit that detects the sign of a number. Moreover, that addition circuit can also perform subtraction by taking the two's complement of a number (see below), which only requires an additional cycle or its own adder circuit. To perform this, the circuit merely pretends an extra left-most bit of 1 exists.

See this related answer for an even more in-depth explanation with lots of nice, easy to understand examples.

关于java - Java如何计算负数？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/17496294/

javacodesectioncomplementbit

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