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二进制补码是一种用于表示有符号整数的编码方式,其核心规则如下:
符号位表示
- 最高位(最左边的位)为符号位,0表示正数,1表示负数。
正数表示
- 正数的补码与原码相同,直接使用其二进制表示。例如,十进制数5的二进制补码为00000101。
负数表示
- 负数的补码通过以下步骤获得:
1. 取该数的绝对值的二进制原码;
2. 将所有位取反(0变1,1变0);
3. 在取反结果上加1。
例如:
- 十进制数-5的补码计算:
- 5的原码:00000101
- 取反:11111010
- 加1:11111011(即-5的补码)
补码特性
- 补码系统使得加法和减法运算统一为加法运算,简化了计算机硬件设计。
- 8位二进制补码可表示的范围是-128到127。
运算规则
- 补码加法遵循二进制加法规则,无需单独处理负数。例如:
- -5 + 3:
- -5的补码:11111011
- 3的补码:00000011
- 直接相加得:10000110(即-2)。
通过以上规则,二进制补码能够高效地表示所有整数,并保证算术运算的正确性。