要理解为什么按位补码~2等于-3，关键是要理解按位补码运算在基于二进制补码系统的 Python 整数表示环境中是如何工作的。

二进制补码表示

在二进制补码系统中，负数的表示方式允许进行简单的算术运算。其工作原理如下：

1. 二进制表示：正整数通常以二进制表示。
2. 按位反转：按位补码运算将数字的所有位反转。
3. 加一：要从二进制表示中获取负值，需要按位求补并加 1。

逐步解释

让我们分解一下按位补码运算2：

1. 2 的二进制表示：
2. 以二进制表示（为简单起见，假设采用 8 位系统），2表示为：00000010。
3. 应用按位补码（~）：
4. 反转所有位：11111101。
5. 转换回十进制：
6. 结果11111101是负数的二进制补码表示形式。
7. 要将其转换回十进制，请将其解释为二进制补码。

转换结果

1. 识别位模式：
2. 的结果~2是11111101。
3. 转换为十进制：
4. 要11111101以二进制补码进行解释，首先，通过反转位并加 1 来确定其正等值。
5. 反转位：
6. 取反11111101得到00000010。
7. 添加1：
8. 将 加 1 00000010，结果为00000011( 的二进制3)。
9. 应用负号：
10. 由于原始数的二进制补码为负数，因此最终结果为-3。

概括

按位补码运算符~将数字的每一位翻转。对于给定的整数x，~x相当于-(x + 1)。

• 为了2：

• 二进制2（8 位）：00000010

• 反转位：11111101

• 解释

  11111101

  为负数：

  • 反转位：00000010
  • 添加 1：00000011（即3）
  • 因此结果为-3。

此操作在低级编程和位操作任务中经常使用。