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二进制数本身是一种通用的数值表示方法,可以表示有符号数和无符号数,具体取决于其编码方式。以下是详细说明:
一、有符号二进制
有符号二进制数的最高位(最左边的位)用于表示符号,0表示正数,1表示负数。其余位表示数值部分。
补码表示法
计算机内部通常采用补码形式存储有符号数。对于8位二进制:
- 00000000 到 01111111 表示0到127;
- 10000000 到 11111111 表示-128到-1(补码计算规则)。
示例
- 正数123的8位二进制补码为:01111011
- 负数-123的8位二进制补码为:10000101(计算方法:11111011取反加1)
二、无符号二进制
无符号数特性
无符号二进制数所有位均用于表示数值,不包含符号位,因此只能表示非负数。
表示范围
例如8位无符号二进制数可表示0到255(即0到2^8-1)。
符号位的隐含性
在无符号数中,符号位被隐含为0,但实际存储时不会明确标注“+”。
三、总结
符号位的存在性:
取决于数的类型(有符号或无符号),有符号数通过最高位表示符号,无符号数则无符号位。
转换与判断:需根据具体编码规则判断符号位含义,例如补码中最高位为1时代表负数。
通过上述方式,二进制既能表示正负数,又能表示不同范围的数值,满足计算机存储和运算的需求。