0 为什么会出现原反补
0.1如果用原码计算会出现的问题
0000 0000 == +0
1000 0000 == -0
如果+0 +1 = +1 == 0000 0001 没有问题
如果-0 + 1 = +1 !=1000 0001 为-1 出现问题
如果-1 +1 = 0 != 1000 0010为-2 出现问题
所以用原码
的方式计算负数的加减法,在十进制到二进制的逻辑上会出现错误
0.2 反码的诞生
为了解决上面用原码不能解决的问题,所以反码因此诞生
反码:正数反码不变,负数的反码在原码的基础上,符号位不变,数值取反
十进制 | 原码 | 反码 | 补码 |
---|---|---|---|
+127 | 0111 1111 | 0111 1111 | 0111 1111 |
+3 | 0000 0011 | 0000 0011 | 0000 0011 |
+2 | 0000 0010 | 0000 0010 | 0000 0010 |
+1 | 0000 0001 | 0000 0001 | 0000 0001 |
+0 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 |
-0 | 1000 0000 | 1111 1111 | 0000 0000 |
-1 | 1000 0001 | 1111 1110 | 1111 1111 |
-2 | 1000 0010 | 1111 1101 | 1111 1110 |
-3 | 1000 0011 | 1111 1100 | 1111 1101 |
-127 | 1111 1111 | 1000 0000 | 1000 0001 |
-128 | 无 | 无 | 1000 0000 |
十进制计算:-3 +1 =-2
二进制原码计算: 1000 0011 + 0000 0001 = 1000 0100 转成十进制为 -4 显然不对
二进制反码计算: 1111 1100 + 0000 0001 = 1111 1101 (注意此时是反码)转成原码 为1000 0010 在转十进制为-2 结果正确
同理计算 -2+1=-1 ,-1+1=-0
-0+1 =+1 但是用反码来计算 却得出+0 出现新的问题
问题出现的主要原因:有-0,+0两种零,在二进制中是两个逻辑形式,在十进制中可以看成一种逻辑形式
0.3 补码的诞生
为了解决二进制两种逻辑零的问题,所以诞生了补码
补码:正数的补码是其本身,负数的补码是在反码的基础上+1
看上面表格中可知:-0和+0的二进制补码形式相同,解决了俩个零问题,还生成了一个特殊的-128它只有补码没有原码和反码。
最后所用问题得到解决,计算机决定用补码的形式来存储数据。
一个字节8bit在计算机中表现的数据范围为+127~-128 or 0111 1111 ~ 1000 0000(补码表示)
1 原码,反码,补码,移码互相之间转换
1.1 各种码概念
原码:十进制数据的二进制表现形式,最左边是符号位,0为正,1为负
反码:正数的反码不变,负数的反码是符号位保持不变,其余位取反
补码:正数的补码是其本身,负数的补码是在反码的基础上+1
1.2 转换规则
正数:原码,反码,补码互相转换码不变
负数:原码-->反码 符号位不变,数值位按位取反
反码-->补码 末位+1
原码<-->补码 从右往左找第一个1,这个1左边的所用**数值位**
按位取反
1.3 码的范围
以1字节8bit为例子
各种码 | 合法范围 | 最大值 | 最小值 | 真值0的表示 |
---|---|---|---|---|
原码 | -127~127 | |||
-(27-1)~(27-1) | 0111 1111 | 1111 1111 | 0000 0000 | |
1000 0000 | ||||
反码 | -127~127 | |||
-(27-1)~(27-1) | 0111 1111 | 1000 0000 | 0000 0000 | |
1111 1111 | ||||
补码 | -128~127 | |||
-27~(27-1) | 0111 1111 | 1000 0000 | 0000 0000 |