为什么在清除位时必须使用 ~ 运算符？ [复制]答案

【问题标题】：Why must I use the ~ operator when clearing a bit? [duplicate]为什么在清除位时必须使用 ~ 运算符？ [复制]
【发布时间】：2018-07-25 09:44:40
【问题描述】：

例如，如果我想在 y 的位置 n（在 C 中）设置一个位

y = y | (1 << n)

但是如果我想在位置 n 删除 y 中的一点，我必须在二进制 AND 之后使用 ~ 运算符。

y = y & ~(1 << n);

我的问题：为什么我必须使用 ~ 运算符？
这是因为结果变成了负区吗？

【问题讨论】：

没有“负”数，只有位。拿一张纸和一支铅笔，用手做这些操作。你好德摩根。
因为要设置一个位，您需要将值与具有单个位设置的掩码进行或运算。要重置（“删除”）位，您必须将值与具有所有位设置的掩码除了该位。 ~ 反转一位掩码以执行 AND。
"为什么我必须设置 ~ 运算符？"不，~ 是一种方式。 y = (y |(1 << n)) ^ (1 << n); 是另一个。解决这个问题的方法很多。除非1满足y的宽度，否则是错误的做法。

标签： c bit

【解决方案1】：

1 << n for n==3（只是一个例子）给你一个模式0000000...0001000。 ~ 否定该位模式到11111111....11110111。使用按位与运算符 (&) 将仅将所需的位设置为 0，所有其他保持相同的值。它正在使用事实上，有点b：b & 1 == b。

~ 翻转所有位，与负数无关。

k-bits 序列的图形表示

pos        k-1 k-2                           0
          +---+---+-------------------+---+---+
1:        | 0 | 0 |        ···        | 0 | 1 |
          +---+---+-------------------+---+---+

pos        k-1 k-2        n   n-1           0  
          +---+---+-----+---+---+---+-----+---+
1<<n      | 0 | 0 | ··· | 1 | 0 | 0 | ··· | 0 |
          +---+---+-----+---+---+---+-----+---+


pos           k-1 k-2     n   n-1           0  
          +---+---+-----+---+---+---+-----+---+
~(1<<n)   | 1 | 1 | ··· | 0 | 1 | 1 | ··· | 1 |
          +---+---+-----+---+---+---+-----+---+

【讨论】：

【解决方案2】：

如果你想在右边第三位设置一点：

Y :            01001000
1 << 2 :       00000100
Y | (1 << 2) : 01001100 The | is OR, bits are set to 1 if any is 1.

如果您想删除该位：

1 << 2 :         00000100
~(1 << 2) :      11111011  The ~ is NOT, bits are inversed
Y :              01001100
Y & ~(1 << 2) :  01001000 The & is AND, bits are set to 1 if both are 1.

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【讨论】：

【解决方案3】：

不，~ 与将数字解释为负数无关：波浪号 ~ 运算符将数字解释为位模式，然后将其反转（即用一替换零，用零替换一）。事实上，如果将~ 应用于无符号值，结果将保持为正。

回想一下1 << k 表达式在k 指定的位置产生一个全零模式和一个1。这是一个位掩码，可用于通过应用 OR 操作将位置 k 的位强制为 1。

现在考虑将~ 应用于它时会发生什么：所有0s 将变为1s，而唯一的1 将变为0。因此，结果是适合通过应用 AND 操作将单个位强制为零的位掩码。

【讨论】：

【解决方案4】：

~ 运算符将所有 0 变为 1，将所有 1 变为 0。为了清除您想要清除位置 n 中的 bint，它会在第 n 个位置全为 1 和零，因此将一个 1 移到第 n 个位置，~ 反转所有位。

【讨论】：