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-2147483648的原碼是怎麽表示的

將下面的看完,希望對妳有所幫助

原碼:將壹個整數,轉換成二進制,就是其原碼。如單字節的5的原碼為:0000 0101;-5的原碼為1000 0101。

反碼:正數的反碼就是其原碼;負數的反碼是將原碼中,除符號位以外,每壹位取反。如單字節的5的反碼為:0000 0101;-5的原碼為1111 1010。

補碼:正數的補碼就是其原碼;負數的反碼 1就是補碼。如單字節的5的補碼為:0000 0101;-5的原碼為1111 1011。

在計算機中,正數是直接用原碼表示的,如單字節5,在計算機中就表示為:0000 0101。負數用補碼表示,如單字節-5,在計算機中表示為1111 1011。

這兒就有壹個問題,為什麽在計算機中,負數用補碼表示呢?為什麽不直接用原碼表示?如單字節-5:1000 0101。

我想從軟件上考慮,原因有兩個:

1、表示範圍

拿單字節整數來說,無符號型,其表示範圍是[0,255],總***表示了256個數據。有符號型,其表示範圍是[-128,127]。

先看無符號,0表示為0000 0000,255表示為1111 1111,剛好滿足了要求,可以表示256個數據。

再看有符號的,若是用原碼表示,0表示為0000 000。因為咱們有符號,所以應該也有個負0(雖然它還是0):1000 0000。

那我們看看這樣還能夠滿足我們的要求,表示256個數據麽?

正數,沒問題,127是0111 1111,1是0000 0001,當然其它的應該也沒有問題。

負數呢,-1是1000 0001,那麽把負號去掉,最大的數是111 1111,也就是127,所以負數中最小能表示的數據是-127。

這樣似乎不太對勁,該如何去表示-128?貌似直接用原碼無法表示,而我們卻有兩個0。

如果我們把其中的壹個0指定為-128,不行麽?這也是壹個想法,不過有兩個問題:壹是它與-127的跨度過大;二是在用硬件進行運算時不方便。

所以,計算機中,負數是采用補碼表示。如單字節-1,原碼為1000 0001,反碼為1111 1110,補碼為1111 1111,計算機中的單字節-1就表示為1111 1111。

單字節-127,原碼是1111 1111,反碼1000 0000,補碼是1000 0001,計算機中單字節-127表示為1000 0001。

單字節-128,原碼貌似表示不出來,除了符號為,最大的數只能是127了,其在計算機中的表示為1000 0000。

2、大小的習慣(個人觀點)

也可以從數據大小上來理解。還是以單字節數據為例。有符號數中,正數的範圍是[1,127],最大的是127,不考慮符號為,其表示為111 1111;最小的是1,不考慮符號為,其表示為000 0001。

負數中,最大的是-1,我們就用111 1111表示其數值部分。後面的數據依次減1。減到000 0001的時候,我們用它標示了-127。再減去1,就變成000 0000了。還好我們有符號為,所以有兩個0。把其中帶符號的0拿過來,表示-128,剛好可以滿足表示範圍。

以上只是從軟件的角度進行了分析,當然,從硬件的角度出發,負數使用補碼表示也是有其原因的,畢竟計算機中,最終實現運算的還是硬件。主要原因有三:

1、負數的補碼,與其對應正數的補碼之間的轉換可以用同壹種方法----求補運算完成,簡化硬件。如:

原碼 反碼 補碼

-127 -〉127 1000 0001 -〉 0111 1110 -〉 0111 1111

127 -〉-127 0111 1111 -〉 1000 0000 -〉 1000 0001

-128 -〉128 1000 0000 -〉 0111 1111 -〉 1000 0000

128 -〉-128 1000 0000 -〉 0111 1111 -〉 1000 0000

可以發現,負數和正數求補的方法是壹樣的。

2、可以將減法變為加法,省去了減法器。

在計算機中,我們可以看到,對其求補,得到的結果是其數值對應的負數。同樣,負數也是如此。

運算中,減去壹個數,等於加上它的相反數,這個小學就學過了。既然其補碼就是其相反數,我們加上其補碼不就可以了。

如:A - 127,

也就相當於:A (-127),

又因為負數是以補碼的形式保存的,也就是負數的真值是補碼,既然這樣,當我們要減壹個數時,直接把其補碼拿過來,加壹下,就OK了,我們也可以放心地跟減法說拜拜了!

當然這也涉及到類型轉換的問題,如單字節128,其原碼是1000 0000,其補碼也是1000 0000。這樣我們 128,或者-128,都是拿1000 0000過來相加,這樣不混亂掉了?還好,各個編程語言的編輯器對有類型轉換相關的限制。

如:(假設常量都是單字節)

1 128, 真值的運算是 0000 0001 1000 0000 ,如果妳將結果賦值給壹個單字節有符號正數,編輯器會提示妳超出了表示範圍。因為運算的兩個數據是無符號的,其結果也是無符號的129,而有符號單字節變量最大可以表示的是127。

1 - 128,真知的運算是 0000 0001 1000 0000 ,因為-128是有符號,其運算結果也是有符號,1000 0001,剛好是-127在計算機中的真值。

3、無符號及帶符號的加法運算可以用同壹電路完成。

有符號和無符號的加減,其實都是把它們的真值拿過來相加。真值,也就是壹個數值在計算機中的二進制表示。正數的真值就是其原碼,負數的真值是其補碼。所以,有符號和無符號由編譯器控制,計算機要做的補過是把兩個真值拿過來相加

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