在Python中按位操作如何工作？

Question

我今天一直在学习按位运算，我知道不是（~）反转所有位，例如：

01010
to
10101

这意味着~10应该是-5，但是我看到它是-11（根据python命令行），即

01010
to
11011

只有两个位子被颠倒了。有人能解释为什么不是10101吗？

编辑：在看了我的计算器之后，我对它有了一点更好的理解，但是我自己用来确定二进制和整数的代码仍然很混乱。输入（字节模式）11110101给出-11，但输入代码给出-117：

def binaryToInt(biNum, bUnsigned = False):
    iNum = 0
    bSign = int(biNum[0]) if not (bUnsigned or biNum[-1] == "u") else 0
    biNum = biNum[(1 if not (bUnsigned or biNum[-1] == "u") else 0):(len(biNum) if biNum[-1] != "u" else -1)]
    for i in xrange(len(biNum)):
        iNum += int(biNum[i]) * 2**(len(biNum) - 1 - i)
    return (iNum if not bSign else -iNum)

def intToBinary(iNum, bUnsigned = False):
    bSign = "1" if iNum < 0 else "0"
    iLoopNum = int((iNum ** 2) ** 0.5) #make positive!
    biNum = ""
    while iLoopNum:
        biNum += str(iLoopNum%2)
        iLoopNum /= 2
    return bSign + biNum[::-1] if not bUnsigned else biNum[::-1] + "u"

你们能解释一下吗？

Answer 1

10101是-11，因为在二进制中，-X=~X+1。

所以~X=-X-1 =—（X+1）。

Answer 2

假设值为32位，则10为

00000000000000000000000000001010

如果你把所有这些都倒过来

11111111111111111111111111110101

或者-11。因为这是一个2's complement system！

Answer 3

11011是而不是-11。你对负数的编码方案有误解。

在two的补码中，-11是10101，这是正确的位反转。

若要对二的补码求反，请反转所有位并添加一个：

01011 eleven
10100 invert
10101 add one gives negative eleven