numpy中的一元运算符~有什么作用？

Question

我看到了一段用Python的numpy库写的代码，内容是这样的：

~array([0,1,2,3,4,5,4,3,2,1,0,-1,-2])

运行后得到了这个结果：

array([-1, -2, -3, -4, -5, -6, -5, -4, -3, -2, -1,  0,  1])

请问这个一元运算符（~）是怎么作用于数组的？它的效果是把A变成-(A+1)吗？

如果真是这样，那这样做有什么意义呢？

Answer 1

这个 ~ 符号是一个叫做“反码”的操作符。如果你在用整数的时候，可以在任何 Python 程序中使用它（并不是只有在 numpy 中才能用）。

Answer 2

http://en.wikipedia.org/wiki/Bitwise_operation#NOT

你会得到负数的原因是因为它们在二进制中是怎么表示的：

http://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement

Answer 3

Chris Lutz的评论是对的。

~ 是一个叫做 按位取反运算符 的东西。

它的作用是把A变成-(A+1)。这是因为在很多现代计算机中，负数是用 二进制补码 来表示的。简单来说，就是把这个数从 2^(位数) 中减去（这里的“位数”是指二进制位数，而不是“二与位数的异或”）。

在这种系统中，-1会被表示为全是1的二进制数。当然，一个数和它的按位取反的结果相加，也会得到全是1的结果，所以我们就得到了这样的情况：

a + ~a = -1        =>
    ~a = -1 - a    =>
    ~a = -(a + 1)

正如你所注意到的。