什么是二进制数按位取反

二进制数按位取反是计算机中一种基本的位运算操作，其核心是对二进制数的每一位进行逻辑反转。具体规则如下：

操作定义

按位取反（用符号`~`表示）将二进制数的每一位0变为1，1变为0，包括符号位。例如，二进制数`01001`取反后为`10110`。

正数与负数处理

- 正数：

原码、反码、补码相同，直接按位取反即可。例如，十进制数9（二进制`00001001`）取反后为`11110110`，对应补码表示的负数-10。 - 负数：需先取反再加1得到补码。例如，-9的补码计算为：原码`1001`→ 反码`1110`→ 补码`1111`（即-10）。

应用场景

常用于状态翻转、数据加密、位掩码操作等。例如，在单片机编程中，通过取反操作快速切换设备状态。

注意事项

- 结果可能涉及符号位变化，需根据具体应用场景处理。 - 在编程语言（如Python）中，按位取反直接作用于二进制表示，无需手动转换原码和补码。