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负数整数二进制怎么算

2025-05-02 01:35:17
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负数在计算机中的二进制表示通常采用 补码(Two's Complement)形式,这种表示方法具有以下特点:

一、补码的构成规则

符号位表示

- 最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。

- 例如:8位系统中,+5表示为`0000 0101`,-5表示为`1000 0000`(符号位为1)。

补码计算步骤

- 原码:

直接将正数的二进制表示保持不变(符号位为0)。

- 反码:将原码除符号位外的所有位取反(0变1,1变0)。

- 补码:在反码的基础上加1。

二、具体示例

以-5为例(假设8位系统):

原码:

+5的二进制为`0000 0101`,则-5的原码为`1000 0101`。

反码:

将原码除符号位外的位取反,得到`1111 1010`。

补码:

反码加1,得到`1111 1011`。

三、其他说明

溢出处理:补码系统可以简化加法和减法运算,但需要注意溢出情况(如-2^31到2^31-1)。

实际应用:补码通常由硬件自动处理,编程时只需约定符号位即可。

四、常见误区

符号位与数值位混淆:符号位仅表示正负,不参与数值计算。

补码加法:补码加法遵循“借一当二”规则,与原码加法不同。

通过补码表示,计算机能够统一处理正负数运算,简化硬件设计。