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在计算机中,负数的二进制表示通常采用 补码形式,具体规则如下:
一、基本规则
最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。例如,8位二进制数`1000 0000`表示负数。
原码表示法
直接在数值前加负号,例如-5的原码为`101`(二进制)。
反码表示法
符号位不变,其余位取反。例如-5的反码为`110`。
补码表示法
反码加1。例如-5的补码为`111`(二进制)。
二、计算示例
以-5为例(8位二进制):
原码:
`1000 0101`
反码:`1111 1010`
补码:`1111 1011`(反码加1)
三、应用场景
计算机内部处理:普遍采用补码,便于加减法运算。
编程语言:通常约定最高位为符号位,无需显式处理符号。
四、注意事项
溢出处理:补码系统可简化溢出检测,但需注意符号位扩展规则。
无符号数转换:补码与无符号数直接转换时,符号位按位取反加1。
通过补码表示法,计算机能够统一处理正负数运算,避免符号位带来的复杂性。