什么是一个数的原码,反码,补码
“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,都是不能用于计算的,所以,在计算机中,原码和反码根本就不存在。
因此,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”也不是“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。
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】!
利用【舍弃进位】,就实现了“两种算法(加减)”的统一、“两种数据类型”的统一。
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。
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。
原码、反码、补码和移码是机器存储一个具体数字的编码方式,具体转换方法请参考视频教程:
在计算机系统中,正负数值,一律采用【补码】来表示和存储。
所谓的【补码】,其实,它就是一个“代替负数做运算”的正数。
使用了补码之后,在计算机中,就没有负数了,也就没有减法运算了。
这样一来,计算机中,只要有一个加法器,就可以打遍天下了。
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正数,怎么就能代替负数呢?
其实,在日常生活中,早已碰到过这种事情。
如:分针转一圈,周期是 60。
倒拨 X 分,也可以用正拨 (60-X) 分代替。
用十进制来说明,就比较容易理解。
(下面,借鉴网友写的答案。)
如果限定,只使用 2 位 10 进制来计数,其周期是:10^2 = 100.
那么,可以有:
25 - 1 = 24
25 + 99 = (一百) 24
不用理会进位。只取 2 位数的结果,+99 和-1 就是等效的。
+99,就可以代表-1 进行计算; 加法,也就代替了减法。
那么,99 就称为-1 的补数。
同理,98 就称为-2 的补数。
。。。
计算公式: 补数 = 10^n + 负数, n 是补数的位数。
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计算机用二进制,补数,就改称为:补码。
如果限定,只使用 8 位 2 进制来计数,这就是:
0000 0000 ~ 1111 1111 (十进制 255)。
其周期是:2^8 = 256.
那么,255 (即 1111 1111) 就称为-1 的补码。
同理,254 (即 1111 1110) 就称为-2 的补码。
。。。
计算公式: 补码 = 2^n + 负数, n 是补码的位数。
写成比较正式一点,【补码的定义式】就是:
当 X < 0,[ X ]补 = 模 - | X |,
其中的“模”,也就是 n 位补码的计数周期 2^n。
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由补码的定义式可知,X 的补码,是用 X 的绝对值算出来的。
并不是某些人所说“原码反码符号位取反加一”。
求补码,与原码反码符号位,并任何无关系。
以后,再由补码求真值 X,也是用不到原码和反码的。
另外,原码和反码,并不具备“减法变加法”的功能。
所以,在计算机中,只是使用补码,原码和反码,都是不存在的。
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原码和反码,可以说,一无是处。
而且,用“取反加一”,根本就无法解决-128 的问题。
那么,为什么还总是有人对此夸夸其谈、津津乐道呢?
一种人是上当受骗,还不自知的人。
他们还以为,这是一种,必须掌握的知识。
还有一种人,就是诚心来骗人的。
装作高人模样,欺骗初学者,误导学习方向。