按位非和逻辑非：为什么 ~true == true 和 ~false == false

Question

我有一个关于

bitwise not

和

logical not

的问题，希望有人能为我解答。

所以我知道以下作品：

!true == false
!false == true

我以为

bitwise not

可以做同样的事情，但它显然不能。

假设我有一个布尔值：

bool test = true;

然后当我打印出

~test

时，输出是

true

。

如果布尔值是

bool test = false;

然后当我打印出

~test

时，输出是

true

，这是预期的。然而，当我再次执行

~test

时，它不会回到

false

。

由于某种原因，

bitwise not

无法将布尔值从

true

翻转为

false

。

有人有答案吗？

Answer 1

根据 C++ 标准 ([expr.unary.op]) 的 §5.3.1.10，

~

运算符采用整型（或无作用域枚举类型）操作数并执行整型提升，其中

~

操作是其提升的操作数的类型。这意味着布尔值首先转换为积分（

0

表示

false

，

1

表示

true

）。根据您的上下文，

~

运算的结果将转换回布尔值：

false

表示

0

，

true

表示所有非零值。

如果您有布尔值

x

，则可以将

~x

视为

~static_cast<int>(x)

，将

x = ~x

视为

x = ((~static_cast<int>(x)) != 0)

。

因此：

bool a = false;
bool b = ~a; // b = (~static_cast<int>(a) != 0)
             // b = (~static_cast<int>(false) != 0)
             // b = (~0 != 0)
             // b = (0xffffffff != 0)
             // b = true
bool c = ~b; // c = (~static_cast<int>(b) != 0)
             // c = (~static_cast<int>(true) != 0)
             // c = (~1 != 0)
             // c = (0xfffffffe != 0)
             // c = true

Answer 2

理解正在发生的事情的关键是意识到正在发生隐式转换。 ~

运算符应用于整数并返回整数，因此操作数必须先转换为整数，然后在赋值之前将结果转换为布尔值。 

false

 转换为 0，

true

 转换为 1。在另一个方向，0 转换为 

false

，

任何非零值 转换为 true

。 

~1

 非零，因此转换为 

true

。

Answer 3

1. true

    转换为 

   0x00000001

   。

2. ~

    进行按位求反，翻转其所应用的值中的每一位：
   

   ~0x00000001 == 0xfffffffe

   ，非 0，因此计算结果为 true。

类似地，
3. false

    会变为 

   0x00000000

   ，而 

   ~0x00000000 == 0xffffffff

   ，转换为 

   bool

    后会变为 

   true

   。

再次应用
4. true

    时，

   ~

    值将转换回
   

   0x00000001

   ，不是

   0xffffffff

   ，你又回到了起点。

Answer 4

在 bool 上应用运算符 ~ 之前，会先转换为 int。因此 ~true 是 ~int(true)，它不为零。

Answer 5

将

bool

 转换为 

int

:

true ==> 1
false ==> 0

将

int

 转换为 

bool

:

zero value ==> false
non-zero value ==> true

从这里开始，你的问题的答案很简单：

~true == ~1
~1 != 0
~1 == true

当且仅当

~true == false

 转换为 

true

 时，您对 

~0

 的期望才有效：

~true == ~~0
~~0 == 0
0 == false