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php运算符中~的作用_php按位取反运算符用法【位操作】

絕刀狂花

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发布时间:2026-02-25 20:05:15

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来源于php中文网

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php运算符中~的作用_php按位取反运算符用法【位操作】

~ 是按位取反,不是逻辑取反或负号

PHP 中的 ~ 对整数的**每一位二进制位做翻转**:0 变 1,1 变 0。它不关心数值大小或符号位含义,只机械地操作补码表示下的所有位(包括符号位)。很多人误以为 ~$x 等价于 -$x - 1,这在有符号整数补码体系下确实成立,但本质是结果,不是定义——真正发生的是位翻转。

常见错误现象:
var_dump(~1); 输出 int(-2),而非 -1
• 对无符号场景(比如处理 RGB 值、掩码)直接用 ~ 却没考虑 PHP 整数默认是有符号的,导致高位被解释为符号位,结果意外变负。

  • PHP 整数在 64 位系统上通常是 64 位有符号整数,~ 会翻转全部 64 位
  • 如果只想翻转低 8 位(比如处理一个字节),必须手动屏蔽高位:~$x & 0xFF
  • ~null~false 会先被转成 0 再取反,结果是 -1,不是逻辑非

和 !、- 混用时行为完全不同

! 是布尔逻辑非,只关心“是否为 falsy”;- 是算术取负;而 ~ 是纯位操作。三者输入相同值,输出几乎总是不同。

使用场景差异:
• 判断变量是否为空?用 !
• 取相反数?用 -
• 构造掩码、翻转颜色通道、实现异或加密片段?才轮到 ~

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  • !5false(因为 5 是 truthy)
  • -5-5
  • ~5-6(5 的二进制 ...0101 → 全位翻转得 ...1010,即 -6)
  • 对字符串或数组用 ~ 会触发警告并转成 0 后再取反,结果恒为 -1

实际用在掩码和位运算组合中才有意义

单独用 ~ 很少有意义,它真正发挥作用是在和 &|^ 配合构造位操作逻辑,比如清除某几位、生成反向掩码。

典型例子:清除一个整数的低 4 位(保留高 60 位):
$x & ~0xF —— 这里 ~0xF(即 ~15)生成一个低 4 位全 0、其余位全 1 的掩码。

  • 0xF0b1111~0xF 在 64 位下是 0xFFFFFFFFFFFFFFF0
  • 务必注意:如果目标是 8 位环境(如单字节协议),要显式截断:($x & ~0x0F) & 0xFF
  • PHP 不支持无符号右移 >>>,所以用 ~ 配合移位时需格外小心符号扩展问题

跨平台和大数时容易出错

PHP 的整数类型依赖底层平台和编译选项,~ 的结果在 32 位和 64 位环境可能不同,尤其当操作数接近 PHP_INT_MAX 时。

性能影响很小,但兼容性坑明显:
~PHP_INT_MAX 在 64 位系统上是 PHP_INT_MIN,但在某些嵌入式 PHP 移植版中可能溢出或截断;
• 如果从数据库读出的是 big integer 字符串,直接上 ~ 会先转成 float 或 int 导致精度丢失。

  • 处理大于 PHP_INT_MAX 的数,改用 gmp_invert()bcmod() 配合位模拟
  • 涉及网络协议或硬件交互时,优先用固定宽度类型(如 pack('C', ~$byte & 0xFF))避免平台差异
  • 永远别假设 ~$x === -$x - 1 在所有边界条件下都成立——测试 ~PHP_INT_MIN 就会发现它不满足这个等式

事情说清了就结束

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