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负数的二进制表示采用 补码形式,具体方法如下:
一、基本概念
直接将正数的二进制数按位复制,符号位保持不变。
原码除符号位外,其余位取反(0变1,1变0)。
反码加1。
二、具体步骤
以-5为例(假设使用8位二进制表示):
- 5的二进制为 `00000101`
- 因为是负数,符号位为1,所以原码为 `10000101`
- 原码 `10000101` 取反后为 `11111010`
- 反码 `11111010` 加1,得到 `11111011`
- 因此,-5的补码为 `11111011`
三、通用公式
补码计算:
`反码 + 1`
原码恢复:`补码 - 1`(需先减1再取反)
反码恢复:`补码 - 2`(先减2再取反)
四、注意事项
无论数值大小,负数均以补码形式存储,简化了加减法运算。
8位二进制最多表示-128到127的整数,超出范围需扩展位数。
实际应用中常通过符号位扩展(如将-5表示为 `10000101` 而非 `00000101`)保持位数一致。
五、示例总结
| 数值 | 原码 | 反码 | 补码 |
|------|------------|------------|------------|
| -5 | 10000101| 11111010| 11111011|
通过补码表示,计算机能够统一处理正负数,并简化算术运算。