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二进制补码如何表示数字

2025-05-06 21:32:55
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二进制补码是计算机中用于表示有符号整数的标准方法,其核心规则如下:

一、基本定义

符号位:

最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。

正数表示:

正数的补码与原码相同,直接使用二进制表示。

负数表示:

负数的补码由原码按位取反后加1得到。

二、具体规则

原码取反:

对负数的绝对值二进制位逐位取反(0变1,1变0)。

加1操作:

取反后的结果加1,得到补码。

三、示例

以8位二进制为例:

+5:原码、反码、补码均为 `0000 0101`。

-5:原码 `1000 0101`,反码 `1111 1010`,补码 `1111 1011`。

四、运算特性

加法:

补码加法遵循二进制加法规则,符号位参与运算,结果自动处理溢出。

减法:

通过补码实现减法,即 `A - B = A + (-B)`,其中 `-B` 为 `B` 的补码。

范围:

8位补码可表示 `-128` 到 `127`,共256个整数。

五、优势

补码系统简化了计算机运算,避免了原码和反码的复杂性,同时保证了加法和减法的统一性。