二进制11111111代表-127,是按原码规则来算。若按补码规则,二进制11111111算出来是-1。
文中说的是10000000代表-128。
详细描述如下:
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
计算机将第1位作为符号位,0表示正数,1表示负数。
原码:原码很好理解,第1位是符号位,其余位表示数值。
反码:
(1)正数:正数反码是其本身。
(2)负数:去掉原码符号位,其余位按位取反。
补码:
(1)正数:正数补码是其本身。
(2)负数:在反码基础上加1。
由上述定义可知:
[+0] = [00000000]原 = [00000000]反 = [00000000]补
[-0] = [10000000]原 = [11111111]反 = [00000000]补
既然+0和-0的补码一致,所以只需保留一个(+0和-0原码不同,注意看符号位)。
这样一来,“[-0] = [10000000]原”相当于没有使用,于是规定:“[10000000]”为-128。
既然是“规定”,就不能按原码、反码、补码的规则计算了。设计计算机时就在硬件中设置为:10000000代表-128。
之所以引入补码,是为了消除减法,用加负数来替代减法运算,这样让CPU设计更简单。
按照规则,-0的补码不是反码加1吗
那就是11111111加1才对呀
二进制负数10000001到11111111表示-1到-127,而10000000表示的就是最小负数-128。
而负数在计算机中是以补码存储的。
负数->(原码按位取反)反码->补码(反码+1)。所以-1到-127的补码就变成11111111到10000001。而0的原码补码还是0,-128的补码是10000000。
所以如上题说的,-128~-1计时10000000~11111111。
1000...才表示-128
反码概念,符号位不变,其他位取反(+1),全1反过来就全0,表示0的话就2个0了,所以负数在加个1
只有反码才这样
“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。
其实,所谓的“补码”也是正常的数值,并不是“什么码”。
计算机使用二进制数。 这些二进制数,并不存在什么“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,和,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:
图中的加法运算,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,就是-2 的补码;
。。。 。。。
最后,128,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、“两种类型数据”的统一。
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:
“机器数符号位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、会做了,也是啥用都没有的。
当然,你如果当上了计算机老师,你还可以拿这些去忽悠下一代学生。