按位取反运算符,用来对一个二进制数按位取反,即将0变1,将1变0,按理说十进制的5(0000 0101)按位取反应该为(1111 1010)十进制250,但是在Python中运算结果并非如此,结果如下:

>>> ~-6
5

计算机中的符号数有三种表示方法,即原码、反码和补码。三种表示方法均有符号位和数值位两部分,符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”,而数值位,三种表示方法各不相同。在计算机系统中,数值一律用补码来表示和存储。原因在于,使用补码,可以将符号位和数值域统一处理;同时,加法和减法也可以统一处理。
正整数的补码是其二进制表示,与原码相同 。
负整数的补码,将其对应正数二进制表示所有位取反(包括符号位,0变1,1变0)后加1。
Python按位取反运算:

>>> ~-6
5

运算分析:

-6的补码是+6(0000 0110)取反后再+1,为(1111 1001)+(0000 0001)=(1111 1010),
也就是计算机中-6是用(1111 1010)来存储的,(1111 1010) 按位取反得到(0000 0101)这就是答案5

下面我们分享一下技巧:

python中只要我们拿到一个有符号型的负数(如 -6 ),我们使用-6 & 0xff的形式,查看计算机是如何保存 -6 的。
-6 & 0xff = 250= b“1111 1010” 想说明的是,我们获取一个数据,前提是已经知道这个数据是有符号型负数,那么我们将这个数据与上0xff,就可以知道计算机是如何保存 -6 的。

写在最后:

如果需要定义一种类似C语言形式的,有符号型变量,可以参考C/C++与Python互相调用