一、原码,补码,反码
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。
二、补码是在反码后加1,那个1是怎么加的?
“原码取反,反码加一”,这只是一个方法,并不是补码的定义。
补码的来源,并不是什么原码反码符号位以及取反加一。
学习取反加一,确实是【不能理解补码的意义】。
补码,其实,是一个“代替负数运算的”的正数。
借助于补码,减法,就可以用加法代替。
使用补码,就能统一加减法,从而,就能简化计算机硬件。
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正数(补码),怎么就能够代替负数呢?
用十进制来说明,比较容易理解。
如果限定【仅用 2 位 10 进制数】,且看下面的算式:
24 - 1 = 23
24 + 99 = (一百) 23
要求保留 2 位数,进位,就必须忍痛舍弃了。
此时,就会发现:+99 就和-1,是等效的。
+99,就称为-1 的补数。
+98,是-2 的补数。
。。。
如果,使用 3 位 10 进制数,-1 的补数,就是+999 了。
求补数的公式,大家都会推导:
补数 = 负数 + 10^n, n 是位数。
式中的 10^n,是 n 位 10 进制数的计数周期。
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计算机使用 2 进制,补数,就改称为:补码。
在计算机中,CPU 的每次计算,其位数,也是限定的。
八位机,就是八位,16 位机就是 16 位。
一个字节,是 8 位 2 进制。共有 2^8 = 256 组代码。
其范围是:0000 0000~1111 1111 (十进制 255)。
此时,-1 的补码,就是 255 (1111 1111)。
同理,-2 的补码是 254 (1111 1110)。
。。。
求补码的公式,仍然和十进制雷同:
补码 = 负数 + 2^n, n 是位数。
式中的 2^n,是 n 位 2 进制数的计数周期。
只有负数,才需要用补码替换。
而正数,必须直接进行计算,不许变换。
所以,正数,就不必讨论补码的问题。
在 256 组二进制中,用 128 组来代替负数:-1~-128。
-1 的补码是:-1 + 2^8 = 255 = 1111 1111。
。。。
-128 的补码是:-128 + 2^8 = 128 = 1000 0000。
以上,就是【补码的来源,以及存在的意义】。
不详之处,大家自己再补充吧。
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由求补码的公式:补码 = 负数 + 2^n。
就可以推出“绝对值取反加一”的简便方法。
注意:
只能推出“绝对值取反加一”,也即“正数取反加一”。
但是,并不是“原码取反加一,符号位不变”。
那么,“原码取反加一,符号位不变”是怎么来的? 不知道!
原码反码符号位,在求补码时,这些,都是用不上的。
这些,都没有理论基础,凭空说白话而已,完全属于无稽之谈。
原码反码,都是不合理的:一个零,却都指定了两个代码!
这么混乱,怎么能使用? 所以,计算机根本就不存在这两种代码。
特别是:-128 有八位的补码,却没有原码和反码。
那么,用“原码取反加一 ... ”,怎么可能求出补码!
三、原码,反码和补码表示的规则分别是什么
数在计算机中是以二进制形式表示的。
数分为有符号数和无符号数。
原码、反码、补码都是有符号定点数的表示方法。
一个有符号定点数的最高位为符号位,0是正,1是副。
以下都以8位整数为例,
原码就是这个数本身的二进制形式。
例如
0000001
就是+1
1000001
就是-1
正数的反码和补码都是和原码相同。
负数的反码是将其原码除符号位之外的各位求反
[-3]反=[10000011]反=11111100
负数的补码是将其原码除符号位之外的各位求反之后在末位再加1。
[-3]补=[10000011]补=11111101
一个数和它的补码是可逆的。
为什么要设立补码呢?
第一是为了能让计算机执行减法:
[a-b]补=a补+(-b)补
第二个原因是为了统一正0和负0
正零:00000000
负零:10000000
这两个数其实都是0,但他们的原码却有不同的表示。
但是他们的补码是一样的,都是00000000
特别注意,如果+1之后有进位的,要一直往前进位,包括符号位!(这和反码是不同的!)
[10000000]补
=[10000000]反+1
=11111111+1
=(1)00000000
=00000000(最高位溢出了,符号位变成了0)
有人会问
10000000这个补码表示的哪个数的补码呢?
其实这是一个规定,这个数表示的是-128
所以n位补码能表示的范围是
-2^(n-1)到2^(n-1)-1
比n位原码能表示的数多一个
又例:
1011
原码:01011
反码:01011
//正数时,反码=原码
补码:01011
//正数时,补码=原码
-1011
原码:11011
反码:10100
//负数时,反码为原码取反
补码:10101
//负数时,补码为原码取反+1
0.1101
原码:0.1101
反码:0.1101
//正数时,反码=原码
补码:0.1101
//正数时,补码=原码
-0.1101
原码:1.1101
反码:1.0010
//负数时,反码为原码取反
补码:1.0011
//负数时,补码为原码取反+1
在计算机内,定点数有3种表示法:原码、反码和补码
所谓原码就是前面所介绍的二进制定点表示法,即最高位为符号位,“0”表示正,“1”表示负,其余位表示数值的大小。
反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反,但符号位除外。
补码表示法规定:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位加1。
四、正数的补码
正数的原码,反码,补码 一样,就是原码的样子。
例如: 原码 0x8B; 它的 反码是 0x8B; 补码 也是 0x8B。
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记牢:负数的 补码 等于 (不改变符号位)它原码的反码 加 1。
正数的 补码 等于 它自己。
五、【计算机】为什么补码等于反码加1?
补码等于反码加1是二进制计算出来的规则
补码的意思就是一个数的补数,类似于十进制,12相对于100的补数是88
六、二进制数如何求补码(正数和负数)?
正数的补码与原码相同
负数求补码:符号位不变,其余全部取反,最后+1
例:01010100补码:01010100
10011001补码:11100111