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二进制负数表示

2022-08-10 15:51:41

今天在学习 ts enum 时，在尝试自定义每项数据关联的数字时，使用了二进制数来表示

enum AnimalFlags {
  None        = 0,
  HasClaws    = 1 << 0,
  CanFly      = 1 << 1
}
~AnimalFlags.HasClaws

这里使用了二进制操作符按位非的方式表达，比如 ~1 的值为 -2，执行过程如下

1. 1 的源码为 00000000 00000000 00000000 00000001
2. ~1 按位非为 11111111 11111111 11111111 11111110
3. 由于以 1 开头，表示负数，那么就需要计算其负数的十进制表示法
4. 计算反码 00000000 00000000 00000000 00000001，注意按位非的反码就是原本数的源码
5. 再计算补码，也就是反码 +1 00000000 00000000 00000000 00000010，其值为 2
6. 计算结果：符号 + 值，表示 -2

同理推断负数的按位非 ~-2 的值，负数要先计算源码

1. -2 的补码为 00000000 00000000 00000000 00000010
2. 计算反码 00000000 00000000 00000000 00000001
3. 计算源码 11111111 11111111 11111111 11111110
4. 再按位非 00000000 00000000 00000000 00000001
5. 正数直接计算值，表示 1

基础知识

1. 数字采用4个字节表示，也就是32位；英文1个字节，中文2-3个字节
2. 负数在计算机中是以补码的方式表示的，也就是说 源码 -> 反码 -> 反码 + 1 = 补码
3. 负数和正数计算 & | ~ 都是从源码开始的，负数得先计算源码

按位非 ~ 计算规律总结：数值加1，符号取反，比如 ~10 === -11, ~-17 === 16

参考文章

负数的二进制表示