补码.原码.反码怎么运算的啊.详细一点
“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”,根本就不是“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,就是“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。 “补码”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。
-----------------------------
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!
-----------------------------
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。
对正数而言,原码、反码、补码都是相同的。
十进制数7,
都是:
00000111
对于-7
原码,只是最高位用1表示负数,就是:
10000111
反码,就是在原码的上,除最高位(符号位)外,按位取反就行:
11111000
补码,就是在反码的基础上,最低位加1:
11111001
在计算机中,使用的是二进制。
八个二进制位,称为一个字节。
计数范围是:0000 0000~1111 1111。
对应十进制:0 ~ 255,共有 256 个数字。
计数周期是:2^8 = 256。
在计算机中,并没有负数。
计算机中这些数字,都属于自然数,即“零和正数”。
但是,实际上,正数,也能当负数用的。
你看 2 位 10 进制数的计算:
25 - 1 = 24
25 + 99 = (一百) 24
如果你不舍弃进位,结果就 124,+99 还是 99。
如果,舍弃超出 2 位数的进位,+99 就相当于-1 。
这时的正数,就称为“负数的补数”。
算法是:补数=负数+周期 (10^n),n 是补数的位数。
-------------------------
在计算机中,255 = 1111 1111,就相当于-1。
示例: 0000 0001 = 1
+ 1111 1111 = 255
--------------
(1) 0000 0000 = 0
舍弃了进位 1,这算式,就是:+1 -1 = 0。
如果保留进位,这就是: 1 + 255 = 256。
-------------------------
同理,254 = 1111 1110,就相当于-2。
。。。
只要你舍弃进位,这些正数,就可以代表负数,参加运算。
这些正数,就称为:负数的补码。
补码 = 负数 + 周期(2^n),n 是补码的位数。
-------------------------
利用补码,可以把减法,转换成加法。
从而就能简化计算机的硬件。
原码和反码,都没有这种功能。
所以,在计算机中,并没有原码和反码。
符号位原码反码取反加一,这些,都是“鸡肋”。
学习这个,花费不少时间,还是弄不懂“补码的意义”。
老外数学不好,也就只能整这些骚操作了。
广告 您可能关注的内容 |