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在计算机中,负数通常以 二进制补码形式表示。以下是具体说明:
一、基本概念
最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。例如,8位二进制数`11111111`表示-127(有符号数)。
原码、反码、补码
- 原码:
直接将数值转换为二进制,符号位+绝对值。例如,-5的原码为`10000101`。 - 反码:原码除符号位外,其余位取反。例如,-5的反码为`11111010`。 - 补码:反码加1。例如,-5的补码为`11111011`。
二、计算规则
补码计算步骤:
1. 将负数的绝对值转换为二进制(原码);
2. 除符号位外,所有位取反(反码);
3. 反码加1(补码)。
三、应用场景
统一运算:补码使得加法和减法可以统一处理,简化硬件设计。- 存储效率:通过固定位数(如8位、16位、32位)表示不同范围的负数,例如32位整数可表示-2^31到2^31-1。
四、示例
-3(8位):
原码:`10000011`
反码:`11111100`
补码:`11111101`。- -127(8位):`10000001`(补码表示)。
五、注意事项
无符号数与有符号数:补码仅对有符号数有效,直接按位解释会得到错误结果。例如,`11111111`无符号数为255,有符号数为-1。