C语言_原码、补码、反码

什么是原码、反码、补码?

原码 - 把一个数根据正负直观翻译成二进制
方法:对于一个有符号数的二进制位,最左边是符号位,正数用0表示,负数用1表示,其它位为数值位。

例如:
char a = -10; // 原码: 10001010
char b = 10; // 原码:00001010

反码- 原码符号位不变,其它位按位取反

注意: 对于0和正数来说,不存在反码和补码,或者说0和正数的原码、反码、补码都是一样的,都是原码。(这跟计算机原理有关,在下一个部分说明)

例如:
char a = -10; // 反码:11110101

补码 - 反码+1

例如:
char a = -10; // 补码:11110110

对于0和正数来说,反码和补码都与原码一样

例如:
char b = 10; // 原码:00001010 反码:00001010 补码:00001010

为什么会有反码和补码?

数据在计算机中都是以补码的形式存储的,原因是计算机只能执行加法运算,不能执行减法运算,计算机中是用加法运算来模拟减法运算的。两个数相减在直观理解上就等价于被减数加上减数的相反数(a-b <==> a+(-b)),这样就可以进行减法操作了。
那么问题来了,为什么用补码表示负数可以起到相减的效果?
我们举个例子来看:

10进制下  10 - 1 = 9
10 + (100- 1) <==> 10 + 99 =1 09   10910取模等于9
上式中,(100-1)就相当于1"补码"
那么类似的,在2进制下
10 - 1 <==> 10 + (-1) <==> 0000 1010 + 1111 1111 = 1 00001001 <==> 9
在计算机中,上面运算结果最左边的1会被省略掉,这就相当于刚才10进制下的取模一样。

实际应用中如何快速转换

在日常应用中,掌握负数的原码和补码之间的快速转换就行,就一句话:

符号位不变,其它位按位取反再加1

不管是原码转补码还是补码转原码都是这个方法。那么为什么这么转换呢?
因为:原码+补码=0,就好比在逻辑上实现a+(-a)=0。
1+99=100,但我们要是把这个运算只当作两位数运算的话,省去最高位,就剩下0了,或者说100对10取模等于0。
现在回到计算机中,如果数据只占8个位,那么超出8个位的数就会被省略,就跟取模一样。举例来看1+(-1) <==> 00000001 + 11111111 = 1 00000000 去掉最高位正好为0,所以11111111就是-1的补码,就是-1的原码的符号位不变其它位按位取反再加1.

以上都是我个人基于网上的资料和定义对于原码、反码和补码的理解,如果有不正确的地方,感谢指正!

你可能感兴趣的:(C语言,c语言,开发语言)