负数的计算机表示：

整数-3在计算机中的二进制表示为：

先取 |-3| （绝对值）的原码：00000000 00000000 00000000 00000011
得反码： 11111111 11111111 11111111 11111100
得补码(反码+1)： 11111111 11111111 11111111 11111101

按位操作

所有的位运算都是针对每个比特位进行计算的

按位与运算符（&）：
例如：3&5 即 0000 0011 & 0000 0101 = 0000 0001 因此，3&5的值得1。
按位或运算符（|）:
例如:3|5　即 0000 0011 | 0000 0101 = 0000 0111 因此，3|5的值得7。
按位异或运算符（^）：参加运算的两个数据，按二进制位进行“异或”运算。
运算规则：0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；
即：参加运算的两个对象，如果两个相应位为“异”（值不同），则该位结果为1，否则为0。
例如3 ^ 5 即0011 ^ 0101 = 0110 为6
取反运算符（~）：
- 所有正整数的按位取反是其本身+1的负数，如~(3) = -4
- 所有负整数的按位取反是其本身+1的绝对值，如~(-3) = 2
- 零的按位取反是 -1

左移运算符（<<）
左移：丢弃最高位，低位补0

// 无符号数
unsigned char short3 = 255 << 1;   // 左移溢出
bitset<8> bitset3{ short3 };
// short3 is 254, bitset: 11111110
cout << "short3 is " << static_cast<int>(short3) << ", bitset: " << bitset3 << endl;

// 有符号数	
signed char short4 = 127 << 1;   // 左移溢出
// 二进制： 01111111 左移之后为：11111110
// short4 is -2, bitset: 11111110
cout << "short4 is " << static_cast<int>(short4) << ", bitset: " << bitset<8>(short4) << endl;

右移运算符（>>）
右移：丢弃最低位，无符号数高位补0，对于有符号数，正数高位补0，负数高位补1

// 无符号数
unsigned char short5 = 255 >> 1;
// short5 is 127, bitset: 01111111
cout << "short5 is " << static_cast<int>(short5) << ", bitset: " << bitset<8>(short5) << endl;

// 有符号数
char short6 = -1 >> 1;
// short6 is -1, bitset: 11111111
cout << "short6 is " << static_cast<int>(short6) << ", bitset: " << bitset<8>(short6) << endl;

eg：

#include <iostream>
#include <bitset>

using namespace std;

int main()
{
    cout << (3 & 5) << endl; // 1
    cout << (3 | 5) << endl; // 7
    cout << (3 ^ 5) << endl; // 6

    cout << bitset<32>(-3) << endl;
    cout << ~(-3) << endl;   // 2

    // 无符号左移n位 等同于val = val * (2^n)
    unsigned short short1 = 4;
    bitset<16> bitset1{ short1 };   // the bitset representation of 4
    cout << bitset1 << endl;  // 00000000'00000100

    unsigned short short2 = short1 << 1; // 4 left-shifted by 1 = 8
    bitset<16> bitset2{ short2 };
    cout << bitset2 << endl;  // 00000000'00001000

    // 无符号数
    unsigned char short3 = 255 << 1;   // 左移溢出
    bitset<8> bitset3{ short3 };
    // short3 is 254, bitset: 11111110
    cout << "short3 is " << static_cast<int>(short3) << ", bitset: " << bitset3 << endl;

    // 有符号数
    signed char short4 = 127 << 1;   // 左移溢出
    // 二进制： 01111111 左移之后为：11111110
    // short4 is -2, bitset: 11111110
    cout << "short4 is " << static_cast<int>(short4) << ", bitset: " << bitset<8>(short4) << endl;
    
    // 无符号数
    unsigned char short5 = 255 >> 1;
    // short5 is 127, bitset: 01111111
    cout << "short5 is " << static_cast<int>(short5) << ", bitset: " << bitset<8>(short5) << endl;
    
    // 有符号数
    char short6 = -1 >> 1;
    // short6 is -1, bitset: 11111111
    cout << "short6 is " << static_cast<int>(short6) << ", bitset: " << bitset<8>(short6) << endl;

    return 0;
}