Question

为什么负数要以补码形式存储

Answer 1

补码的功能类似于：时针倒拨 3 小时，与正拨 9 小时，效果相同。

那么，计算机中的负数，也可以改为正数（即补码）。

同时，减法运算，也就可以用加法运算代替了。

于是，借助于补码，就统一了加减法，就能够简化计算机的硬件。

十进制比较容易理解：

　　25 － 1 = 24

　　25 + 99 = (一百) 24。

只要忽略进位，+99 就能代替－1。

+99 就称为－1 的补数。

在这里用了 2 位 10 进制。

求补数的算法：补数 = 负数 + 10^n。

n 是位数。

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计算机用二进制，补数，就改名为：补码。

一个字节，是 8 位 2 进制。

计数范围是：0000 0000 ~ 1111 1111(十进制 255)。

计数周期是：2^8 = 256。

求补码的算法：负数的补码＝负数＋2^n。

那么：

－1 的补码＝－1 + 256 = 255 = 1111 1111。

－2 的补码＝－2 + 256 = 254 = 1111 1110。

。。。

例如，7－2 = 5，用补码计算如下：

　　　　　　7 = 0000 0111

　　　[－2] 补 = 1111 1110

　－－－相加－－－－－－－－－－－－

　　得：　(1)　  0000 0101  = 5

舍弃进位，结果就完全正确。

借助于补码，计算机中，就不存在负数了，从而就把减法转换为加法运算。

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补码的来源，与原码反码毫无关系。

“取反加一、符号位也能参加运算”，这些，都没有什么理论依据。

通过原码反码，已经证明“符号位能参加运算”是错误的。

补码，它就是一个正数，什么符号位也没有。

补码的全部位，都是代表数据的，当然就都可以参加运算。

Answer 2

使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减法也可按加法来处理。另外，两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃。