计算机中的原码、反码和补码是表示有符号整数的不同方式,用于在计算机中进行整数运算和表示负数。以下是它们的定义和示例:
原码(Sign-Magnitude):
原码的表示方式最简单,将整数分为两部分:符号位和数值位。
符号位用于表示正数或负数,0表示正数,1表示负数。
数值位表示整数的绝对值。
例如,十进制数 -5 的原码为 10000101,其中第一位表示负号,其余表示5的绝对值。
反码(One's Complement):
反码与原码类似,仍然使用符号位和数值位。
符号位和原码相同,用于表示正负。
数值位表示整数的绝对值,但负数的数值位取反(0变为1,1变为0)。
例如,十进制数 -5 的反码为 11111010,其中第一位表示负号,其余表示5的绝对值。
补码(Two's Complement):
补码也使用符号位和数值位。
符号位和原码相同,用于表示正负。
数值位表示整数的绝对值,但负数的数值位是对其取反后加1。
补码的主要优点是它可以通过简单的二进制加法来执行加法和减法,无需单独处理符号位。
例如,十进制数 -5 的补码为 11111011,其中第一位表示负号,其余表示5的绝对值。
补码是计算机中最常用的整数表示方法,因为它在算术运算方面更加方便和一致,同时可以表示更广泛的整数范围。原码和反码用于理论或特定硬件情况下,但在大多数通用计算机体系结构中,补码是首选的整数表示方法。
1,原码就是符号位加上真值的绝对值, 即用第一位表示符号, 其余位表示值。
[+1]原 = 0000 0001
[-1]原 = 1000 0001
第一位是符号位. 因为第一位是符号位, 所以8位二进制数的取值范围就是:
[1111 1111 , 0111 1111]
即[-127 , 127]
原码是人脑最容易理解和计算的表示方式.
2,符号位的机器数对应的真正数值称为机器数的真值。
例:0000 0001的真值 = +000 0001 = +1,1000 0001的真值 = –000 0001 = –1
1,反码
反码的表示方法是:
正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变,其余各个位取反.
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反
可见如果一个反码表示的是负数, 人脑无法直观的看出来它的数值. 通常要将其转换成原码再计算.
2,补码
补码的表示方法是:
正数的补码就是其本身
负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
对于负数, 补码表示方式也是人脑无法直观看出其数值的. 通常也需要转换成原码在计算其数值。