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负数的二进制表示通常采用 补码形式,以下是具体转换方法(以-1为例):
一、补码表示原理
直接将数值按绝对值转换为二进制。例如,+1的原码为 `0000 0000 0000 0001`(16进制为 `0x0001`)。
将原码的每一位取反(0变1,1变0)。+1的反码为 `1111 1111 1111 1110`(16进制为 `0xFFFE`)。
在反码的基础上加1。+1的补码为 `1111 1111 1111 1111`(16进制为 `0xFFFF`)。
补码的设计使得加法运算可以统一处理正数和负数,简化了计算机中的算术运算。
二、具体转换步骤(以-1为例)
假设使用16位二进制表示,范围为-32768到32767。
- +1的原码为 `0000 0000 0000 0001`。
- 将原码每位取反,得到 `1111 1111 1111 1110`。
- 反码加1,得到 `1111 1111 1111 1111`。
三、验证方法
使用Windows自带计算器验证:
1. 打开计算器,切换到“程序员”模式(双字,32位);
2. 输入 `-3`,按 `BIN` 转换,结果为 `1111111111111111`(二进制)。
四、注意事项
位数选择:不同编程语言或系统对位数要求不同(如8位、16位、32位),需根据具体场景确定;
符号位:补码表示中,最高位为符号位(0表示正数,1表示负数)。
通过上述步骤,-1的补码表示为 1111 1111 1111 1111,符合补码的定义和运算规则。