負(fù)數(shù)的二進(jìn)制表示

我們已經(jīng)知道計(jì)算機(jī)中,所有數(shù)據(jù)最終都是使用二進(jìn)制數(shù)表達(dá)。
我們也已經(jīng)學(xué)會(huì)如何將一個(gè)10進(jìn)制數(shù)如何轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)以及如何將如何將一個(gè)16進(jìn)制數(shù)如何轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù),詳見(jiàn)下圖。

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不過(guò),我們?nèi)匀粵](méi)有學(xué)習(xí)一個(gè)負(fù)數(shù)如何用二進(jìn)制表達(dá)。
比如,假設(shè)有一 int 類型的數(shù),值為5,那么,我們知道它在計(jì)算機(jī)中表示為:00000000 00000000 00000000 00000101
5轉(zhuǎn)換成二制是101,不過(guò)int類型的數(shù)占用4字節(jié)(32位),所以前面填了一堆0。
現(xiàn)在想知道,-5在計(jì)算機(jī)中如何表示?

在計(jì)算機(jī)中,負(fù)數(shù)以其正值的補(bǔ)碼形式表達(dá)
什么叫補(bǔ)碼呢?這得從原碼,反碼說(shuō)起。
原碼:一個(gè)整數(shù),按照絕對(duì)值大小轉(zhuǎn)換成的二進(jìn)制數(shù),稱為原碼。
比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原碼。
反碼:將二進(jìn)制數(shù)按位取反,所得的新二進(jìn)制數(shù)稱為原二進(jìn)制數(shù)的反碼。
取反操作指:原為1,得0;原為0,得1。(1變0; 0變1)
比如:將00000000 00000000 00000000 00000101每一位取反,得11111111 11111111 11111111 11111010。
稱:11111111 11111111 11111111 1111101000000000 00000000 00000000 00000101 的反碼。
反碼是相互的,所以也可稱:
11111111 11111111 11111111 1111101000000000 00000000 00000000 00000101 互為反碼。
補(bǔ)碼:反碼加1稱為補(bǔ)碼。
也就是說(shuō),要得到一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼,先得到反碼,然后將反碼加上1,所得數(shù)稱為補(bǔ)碼。
比如:00000000 00000000 00000000 00000101的反碼是:11111111 11111111 11111111 11111010。
那么,補(bǔ)碼為:
11111111 11111111 11111111 11111010 + 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011
所以,-5 在計(jì)算機(jī)中表達(dá)為:11111111 11111111 11111111 11111011。
轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制:0xFFFFFFFB
再舉一例,我們來(lái)看整數(shù)-1在計(jì)算機(jī)中如何表示。
假設(shè)這也是一個(gè)int類型,那么:
1、先取1的原碼:00000000 00000000 00000000 00000001
2、得反碼:???? 11111111 11111111 11111111 11111110
3、得補(bǔ)碼:???? 11111111 11111111 11111111 11111111
可見(jiàn),-1在計(jì)算機(jī)里用二進(jìn)制表達(dá)就是全1。16進(jìn)制為:0xFFFFFF。

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