文章目录
- 补码的理解
- 十进制计算
- 二进制计算
- 补码和真值换算
- 数制转换
- 负数补码转真值
- 负数真值转补码
注:均来自 做而论道 答主的理解。
补码的理解
在计算机系统中,根本就没有原码和反码,真值也是不存在的。在计算机系统中,并不使用原码和反码,数值(也就是真值),一律采用补码表示和存储。补码、真值都和原码、反码毫无关系。
补码,其实是一个“代替负数”进行运算的正数。采用了补码之后,计算机中就没有负数了,也消除了减法运算。利用补码,可以简化算法,从而就能简化硬件。
补码(即正数)能代替负数,根源在于“计数系统的周期性”。
十进制计算
如果使用 2 位 10 进制数(0~99),计数周期就是 10^2 = 100。此时,就可以有:
25-1 = 24
和25 + 99 = (一百) 24
舍弃进位,只取两位数,这两种算法,功能就完全相同。
+99,就能代替-1。+98,也可以代替-2。这些“代替负数的正数”,就可称为“负数的补数”。
关系式:补数 = 负数 + 10^n。(n 是补数的位数。10^n 是 n 位数的计数周期)。
二进制计算
这个关系式,补数 = 负数 + 10^n,在计算机中,也可以使用。
8 位 2 进制:0000 0000~1111 1111 (十进制 255)。
它们的计数周期是:2^8 = 256。
计算机用二进制补数就改称为补码。
求负数补码的计算公式也是: 补码 = 负数 + 周期。
-1
补码就是:-1+256=255=1111,1111
。
-2
的补码是: 254 = 1111,1110
。
正数,不可转换,必须直接参加运算。所以,零和正数,并不存在补码。
计算机中的运算,也就是一些“二进制数”的运算,与人类使用的十进制数的运算,并没有多少的差异。“二进制数”的运算,根本就不需要格外的证明!!!
而且,“符号位原码反码取反加一符号位不变”,并没有理论依据。
补码和真值换算
知道补码,求真值,方法步骤,是非常简单的。既不用求“反码原码”,也不用想着“符号位不变”。“取反加一”或“减一取反”,都是不需要的。
直接进行数制转换即可。
数制转换
补码的首位,既是符号位,也代表数值。
如果是八位补码,首位 1 就是-128。
如果是 16 位补码,首位 1 就是-32768。
其余数值位都是正数。加在一起,就是真值。
负数补码转真值
有一个八位的补码,是 1000,1110
。
首位 1
,既代表负数,也代表-128
。其余都是正数:8+4+2=+14
。求总和,故其真值就是:-114
。
另一个八位的补码,是0000,1110
。其真值就是:8+4+2=+14
。
负数真值转补码
求负数的补码,方法是:[X]补=模+该负数。用不着原码反码。
-125
的补码:先确定首位是1
,即-128
。数值位,那就是3
了。所以,[-125]补,就是 1000,0011
。
完全用不着"原码反码取反加一符号位不变 … "。
求-X 的补码,你就用二进制减法算一下“0-X”,很轻松的。求负数的补码,就是这么简单!
数值 0,存入到一个字节中,就是0000,0000
。-1,你存入什么呢?显然是0-1
。
用二进制计算0-1
,相减的结果,存到一个字节中,就是1111,1111
。1111,1111
就是-1
的补码。