在 Python 中，按位补码运算符~（波浪号）用于反转整数的位。此操作会翻转数字的每个位：变为 的位1，0以及变为 的0位1。

理解按位补码

对于给定的整数x，按位补码~x计算如下：

1. 以二进制表示数字：将数字转换为二进制形式。
2. 反转位：翻转每个位（0 变为 1，1 变为 0）。
3. 转换回十进制：将结果转换回十进制，但重要的是要了解结果会受到 Python 对二进制负数处理的影响。

详细说明

Python 使用一种称为“二进制补码”的系统来表示有符号整数。以下是此系统中按位补码的运算方式：

1. 二进制表示：考虑整数x。在二进制形式中，它表示为一系列位。例如，在 32 位系统中的二进制表示5为。00000000 00000000 00000000 00000101
2. 反转位：将按位补码应用于x：
3. 原始二进制文件：（00000000 00000000 00000000 00000101用于5）
4. 二进制补码：11111111 11111111 11111111 11111010
5. 转换为十进制：结果二进制数以二进制补码形式解释。数字的按位补码x为-(x + 1)。

例子

让我们看一些例子：

# Example 1: Positive Integer
x = 5
print(bin(x))         # Binary representation of 5: '0b101'
print(bin(~x))        # Bitwise complement: '-0b110'

# Example 2: Negative Integer
y = -5
print(bin(y))         # Binary representation of -5: '-0b101'
print(bin(~y))        # Bitwise complement: '0b100'

# Numerical results
print(~5)             # Output: -6 (since ~5 = -(5 + 1))
print(~-5)            # Output: 4  (since ~(-5) = -(-5 + 1))

概括

• 按位补码运算：~x结果为-(x + 1)。
• 二进制反转：该操作将数字的所有位反转。
• 二进制补码系统：Python 使用该系统来表示有符号整数，因此按位补码运算反映了这种表示形式。

此运算符在需要直接处理二进制数据的低级编程或位操作任务中很有用。