
一个数的原码,反码,补码怎么算
“补码”,是计算机进行正负数计算时,唯一使用的“代码”。
原码和反码,都没有计算功能。因此,在计算机中,原码和反码根本就不存在。
所以,琢磨原码和反码,都是毫无意义的想法和做法。
其实,所谓的“补码”,它也并不是“什么码”,而是完全正常的数值。
计算机使用二进制数。 这些二进制数,既没有小数点,也不存在什么“符号位”。
八位数的范围是:0000 0000 ~ 1111 1111。 所以,这些数,都是正整数。
对应十进制数是:0 ~ 255。 计算机专业则称之为:无符号数。
两个八位二进制数相加,可能会出现进位。进位值则是:2^8 = 256。
随便找两个二进制数做加法,列出竖式如下:
图中的无符号数加法运算,就出现了进位(2^8 = 256)。
如果算上进位,和,就是 256 + 26 = 282,加法运算正确!
如果忽略(或舍弃)了进位,就是减去了 256,和,就只剩下 26 了。
那么,加上 255,再减 256,此时的加法,就变成了减法运算!
此时的运算结果,则是:27 - 1 = 26。 减法运算正确!
此时的“无符号数”255,就成为了“有符号数”的-1 !
于是,计算机专家就将 255 (1111 1111),称为:-1 的补码。
同理:254 (1111 1110),就是-2 的补码;
。。。 。。。
最后,128 (1000 0000),就是-128 的补码。
这就是说:255 ~ 128,在舍弃进位之后,它们就等于:-1 ~-128 !
计算机专业教材中给出了求负数补码的公式:[ X ]补 = 2^n + X。
这个公式,正是体现了上述的相等关系。
看清了吗?
“补码”就是这么来的。 与“原码反码取反加一”,毫无关系!
例如:-31 的八位补码,是什么?
解:[ -31 ]补 = 256 -31 = 225 = 1110 0001 (二进制)。 完事!
那么,127 还能不能当做负数呢? 不能!
因为,127 (0111 1111) 的最高位是 0。相加后,进位只能是 0。
即使舍弃进位 0,127,也不能表现出负数的特点。
所以,0 ~ 127,这 128 个无符号数,就只能当做它们自己了。
因此,计算机专业教材中零和正数补码的公式,就是:[ X ]补 = X。
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看明白上述介绍,就可以理解:
所谓的“补码”,本来都是正数。 而且,也都属于“无符号数”。
无符号的“补码”,能够当成负数使用,其根源就在于【舍弃进位】。
那么,利用“补码”当做“有符号数”做加减运算,与“无符号数”的加法,算法显然是完全相同的,都是逢二进一!
因此,“有符号数(补码)”、“无符号数”,就可以【共用同一个加法器】!
【舍弃了进位】,既统一了“两种算法(加减)”、又统一了“两种数据类型”。
因此,计算机,只需配置一个加法器,便可横行天下!
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原码和反码,都没有这些功能。
所以,计算机中,就无法使用原码和反码进行计算。甚至,都不保存它们。
老外的算术水平太洼了,弄不清楚进位的事。百般无奈,只好编造了:
“机器数真值有符号数符号位正零负零原码反码补码正数三码相同负数取反加一符号位不变模同余符号位也参加运算时针倒拨正拨 ... ”
这些,都是垃圾概念! 你就是把它们都背熟了、都会做了,也是啥用都没有的。
因为,所谓的“补码”,本来就是正常的数字,它根本就不是“什么码”!
当然,你如果能当上计算机老师,你就可以用这些,再去忽悠下一代学生。
在计算机系统中,数值,一律采用补码表示和存储。
计算机,根本就不用原码和反码。
你只要把数值,换算成补码,就行了。
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补码,实际上,是一个“代替负数”的正数。
使用了补码之后,负数就没有了,同时,也没有了减法运算。
此后,在计算机中,就都是正数了,都是加法运算。
因此,计算机的硬件,就可以简化了。
只用一个加法器,就可走遍天下。
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补码(正数),怎么能代表负数呢?
你看钟表的时针,倒拨 3 小时,可以用“正拨 9 小时”代替。
+9 = -3 + 12。
分针,倒拨 X 分,也可以用正拨 (-X + 60) 分代替。
这里的 12、60,都是计数周期。
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2 位 10 进制数 (0~99),计数周期就是 10^2 = 100。
你看吧: 25 - 1 = 24
25 + 99 = (一百) 24
你舍弃进位,+99 就能代替-1,加法也就能代替减法。
99,就称为“-1 的补数”。
算法是: 补数 = 负数 + 周期。
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补数,用日常知识,都可以理解的。
在计算机专业,把“补数”改称为“补码”。
也就是自命不凡、故弄虚玄而已。
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8 位 2 进制数 (0~255),计数周期就是 2^8 = 256。
那么,就有:
-1 的补码是:-1 + 256 = 255 = 1111 1111。
-2 的补码是:254 = 1111 1110 (二进制)。
。。。
-128 的补码是:128 = 1000 0000。
正数,必须直接参加运算,不可变换。
正数,不可变换,它也就没有补码。
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由此可知,补码,也就是一个“代替负数”的正数。
补码的计算公式: 补码=负数+周期。
“符号位原码反码取反加一符号位不变”,就不必琢磨了!
这一滩垃圾,根本就没有任何理论依据。
况且,-128,并没有八位的原码和反码!
求-128 的补码时, 拿什么取反? 拿什么加一?
零,既不是正数,也不是负数,这是小学生都知道的。
计算机的砖家,却能编造出来:+0、-0 的原码反码!
数学功底之差,由此可见一斑。
补码的运算:听老师讲解真值、原码、反码和补码
真值 -11d = -1011b , 若字长8位, 则:
[-11d]原 =10001011b , 最高位是符号位,1表示负数,其余为数值位
[-11d]反 =11110100b , 将原码除符号位之外的各位取反得反码
[-11d]补 =11110101b ,将反码末位加1得补码
d是十进制数后缀 , b是二进制数后缀
若是正数,无须上述操作。原码=反码=补码=真值,例如:
真值20d =10100b, 若用8位字长机器数表示,则:
[20]原 =[20]反 =[20]补 =00010100b
最高位是符号位,0表示正数,符号右侧用两个0补齐8位