Java中位取反运算符~如何影响二进制、补码及有符号数表示？

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在 Java 中，int 是固定宽度、有符号、采用二进制补码（Two’s Complement）表示的 32 位整数类型。理解 ~（按位取反）的行为，必须紧扣这一前提。

以 int x = 2 为例：

• 其二进制表示为（32 位，高位补零）：
  00000000 00000000 00000000 00000010
• 执行 ~x 后，每一位翻转：
  11111111 11111111 11111111 11111101

此时，该 32 位模式本身不携带“正/负”或“有/无符号”信息；它只是一串比特。Java 虚拟机（JVM）和 Java 语言规范强制规定：所有 int 值均按有符号补码解释。因此，我们需按补码规则将其转换为十进制：

1. 最高位（bit 31）为 1 → 表示负数；
2. 求其绝对值：对 11111111 11111111 11111111 11111101 再取反加 1：
   • 取反 → 00000000 00000000 00000000 00000010
   • 加 1 → 00000000 00000000 00000000 00000011 = 3
3. 故原值为 -3。

这就是 ~2 == -3 的完整推导过程。