原码,补码,反码有什么作用?
原码反码,都没有任何用处,计算机中,也没有原码和反码。
补码,可以把减法转换成加法,可以简化计算机的硬件。
下面以八位为例说明补码的特点。
数字 0 的存放形式是:0000 0000。
数字+1,就是加上一:0000 0001。
数字+2,就再加上一:0000 0010。
数字+3,就依此类推:0000 0011。
... ... 依次加一,即可。
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负数,就是依次减一。
数字 0 的存放形式是:0000 0000。
数字-1,就是减一:0000 0000-1,
只保留八位,可得:1111 1111(=255)。
数字-2,就再减一:1111 1110(=254)。
数字-3,继续减一:1111 1101(=253)。
... ... 然后你就依次减一吧 ... ...
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以上,是计算机中的补码。
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八位补码的表示范围:-128~+127。
八位补码的计算公式:
正数的补码:就是正数本身。
负数的补码:256-该负数。
(如果需要二进制,你就再转换一下。)
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补码,完全是由二进制加一减一自然形成的,和原码反码没有任何关系。
计算机中,也没有原码和反码。
所以,原码和反码,都没有任何用处。
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用补码代替负数,就可以把减法,转换为加法运算。
因此,计算机只要有一个加法器,就够用了。
例如: 7-3 = 4。
用补码的计算过程如下:
7 的补码=0000 0111
-3的补码=1111 1101
--相加-------------
得 (1) 0000 0100 = 4 的补码
舍弃进位,只保留八位作为结果,就是 4。
这就用加法,实现了减法运算。
原码和反码,并没有这种功能。
假设有一 int 类型的数,值为5,那么,我们知道它在计算机中表示为:
00000000 00000000 00000000 00000101
5转换成二制是101,不过int类型的数占用4字节(32位),所以前面填了一堆0。
现在想知道,-5在计算机中如何表示?
在计算机中,负数以其正值的补码形式表达。
什么叫补码呢?这得从原码,反码说起。
原码:一个整数,按照绝对值大小转换成的二进制数,称为原码。
比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原码。
反码:将二进制数按位取反,所得的新二进制数称为原二进制数的反码。
取反操作指:原为1,得0;原为0,得1。(1变0; 0变1)
比如:将00000000 00000000 00000000 00000101每一位取反,得11111111 11111111 11111111 11111010。
称:11111111 11111111 11111111 11111010 是 00000000 00000000 00000000 00000101 的反码。
反码是相互的,所以也可称:
11111111 11111111 11111111 11111010 和 00000000 00000000 00000000 00000101 互为反码。
补码:反码加1称为补码。
也就是说,要得到一个数的补码,先得到反码,然后将反码加上1,所得数称为补码。
比如:00000000 00000000 00000000 00000101 的反码是:11111111 11111111 11111111 11111010。
那么,补码为:
11111111 11111111 11111111 11111010 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011
所以,-5 在计算机中表达为:11111111 11111111 11111111 11111011。转换为十六进制:0xFFFFFFFB。
再举一例,我们来看整数-1在计算机中如何表示。
假设这也是一个int类型,那么:
1、先取1的原码:00000000 00000000 00000000 00000001
2、得反码: 11111111 11111111 11111111 11111110
3、得补码: 11111111 11111111 11111111 11111111
正数的原码,补码,反码都相同,都等于它本身
负数的补码是:符号位为1,其余各位求反,末位加1
反码是:符号位为1,其余各位求反,但末位不加1
也就是说,反码末位加上1就是补码
1100110011 原
1011001100 反 除符号位,按位取反
1011001101 补 除符号位,按位取反再加1
正数的原反补是一样的
在计算机中,数据是以补码的形式存储的:
在n位的机器数中,最高位为符号位,该位为零表示为正,为1表示为负;
其余n-1位为数值位,各位的值可为0或1。
当真值为正时:原码、反码、补码数值位完全相同;
当真值为负时:
原码的数值位保持原样,
反码的数值位是原码数值位的各位取反,
补码则是反码的最低位加一。
注意符号位不变。
如:若机器数是16位:
十进制数 17 的原码、反码与补码均为: 0000000000010001
十进制数-17 的原码、反码与补码分别为:1000000000010001、1111111111101110、1111111111101111
计算机中,只有补码,并没有原码和反码。
原码和反码,都没有什么用,也可以说,根本就没有用!
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补码是怎么回事? 这得从“补数”谈起。
计算机所能计算的位数,是固定的,如八位机、16 位。。。
位数限定之后,就可以用“补数”代替负数,用加法实现减法运算。
如限定两位十进制,-1,就可以用 +99 代替。
25 - 1 = 24
25 + 99 = (一百) 24
舍弃进位,只取两位,这两种算法,功能就完全相同。
99,就是-1 的补数。 计算公式:补数 = 一百+负数。
一百,是用两位十进制数,循环计数的周期。
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计算机用二进制,补数,就改称为:补码。
八位二进制:0000 0000~1111 1111 (十进制 255)。
八位二进制循环计数的周期,是:2^8 = 256。
求负数补码的计算公式,也是: 周期 + 负数。
-1 补码就是:256 + (-1) = 255 = 1111 1111(二进制)。
正数,不用转换,直接参加运算,所以,正数不存在补码。
也有人说:正数自身就是补码。
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举例说明,用八位补码计算: 5 - 7 = -2。
5 = 0000 0101
-7 的补码= 1111 1001
--相加-------------
得 (1) 1111 1110 = -2 的补码
舍弃进位,只保留八位,这就用加法,实现了 5-7。