补码运算为什么会溢出

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吴惬沈昂杰
2019-06-22 · TA获得超过3930个赞
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运算的结果大于数值设备所能表示数的范围,就会产生溢出。
如何判断补码溢出:
可以通过最高位与次高位进位来判断:若最高数值位向符号位的进位值与符号位产生的进位输出值不相同,则表明加减运算产生了溢出。
溢出现象应当作一种故障来处理,因为它使结果数发生错误。异号两数相加时,实际是两数的绝对值相减,不可能产生溢出,但有可能出现正常进位;同号两数相加时,实际上是两数的绝对值相加,既可能产生溢出,也可能出现正常进位。
由于补码运算存在符号位进位自然丢失而运算结果正确的问题,因此,应区分补码的溢出与正常进位。
补码溢出详解:
128
=1000
0000,8位机器
[-128]原码
=
1000
0000发生了溢出,最高位表示符号位:0为正数,1为负数
[-128]反码
=
1111
1111除符号位外,各位取反
[-128]补码
=
1000
0000
反码的末位加1,不能影响符号位
做而论道
高能答主

2022-03-03 · 把复杂的事情简单说给你听
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什么是溢出?

溢出,是指数据的大小,超出了编码所能表示的范围。

发生溢出时,该组编码,就不能正确的表示数据。

不仅是补码计算,任何形式的计算,都可能产生溢出。

比如:1999 年、2000 年 ...,这是用 4 位十进制表示。

当到了 9999 年,再过一年,你如果还用 4 位表示,就会溢出了。

 

如果不限制编码的位数,那么,就不存在溢出的问题。

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无符号数的溢出

计算机所能运算的位数是固定的,如:八位机、16、32、64 位机。

当字长为八位时,其计数范围是:0000 0000~1111 1111。

它们可以表示【自然数】,写成十进制就是:0~255。

 

在小学学过的【自然数】,在计算机专业,被偷改为“无符号数”。

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如果在其最大值(255)再加上一,就会超出表示范围,发生溢出。

此时,八个位就都为 0,进位将为 1。

进位为 1,就是无符号数溢出的标志。

 

进位 1,代表十进制的 256。

256 是八位二进制代码的计数周期,又被计算机专业改称为“”。

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带符号数的溢出

八位二进制也能表示【整数】,包括了【正整数、零和负整数】。

在小学学过的【整数】,在计算机专业,被偷改为“带符号数”。

  

此时,0 ~ 127,就直接代表【零和正整数】;

   128~255,是以补码代表【负整数】,即代表-128~-1。

---------------

在正数最大值(+127)上再加+1,就会超出表示范围,发生溢出。

此时得到的是 128,这是负数(-128)的补码。

 

注意,此时的进位为 0,结果的符号错误,才是溢出的特征。

---------------

在负数最小值(-128)再加-1,也会超出范围,发生溢出。

 

计算如下:

     1000 0000

   + 1111 1111

  ---------

   (1)   0111 1111

 

此时,竟然得到了正数(+127)!

 

注意,此时的进位为 1,并无意义。

   结果的符号错误,才是溢出的特征。

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“带符号数”溢出的特征是:运算结果的符号,与正常结果相反。

“带符号数”的溢出,与进位是 1 是 0,并无关系。

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判断是否溢出的方法

因为“带符号数”运算发生溢出,必定是结果超出范围。

所以,只有如下四种运算,才有可能出现溢出:

 正数+正数、负数+负数、正数-负数、负数-正数。

其它运算如:正-正、...,就不必考虑溢出了。

 

由人工计算:就可根据数据的符号来判断,如:

  正+正,出现负的结果;

  负+负,出现正的结果;

  ... ...

 

  发生上述四种之一,就是溢出。

 

也可考查进位与次高位的进位,两者不同,就是溢出。

 

用 CPU 计算:CPU 能够自动判断,如果发生溢出则会置位 OF。

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