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原码、反码、补码

2023-05-08 13:58:37 编辑:join 浏览量:635

原码、反码、补码

原码、反码、补码

请我给你的详解:原码、补码和反码

(1)原码表示法

原码表示法是机器数的一种简单的表示法。其符号位用0表示正号,用:表示负号,数值一般用二进制形式表示。设有一数为x,则原码表示可记作〔x〕原。

例如,X1= +1010110

X2= 一1001010

其原码记作:

〔X1〕原=[+1010110]原=01010110

〔X2〕原=[-1001010]原=11001010

原码表示数的范围与二进制位数有关。当用8位二进制来表示小数原码时,其表示范围:

最大值为0.1111111,其真值约为(0.99)10

最小值为1.1111111,其真值约为(一0.99)10

当用8位二进制来表示整数原码时,其表示范围:

最大值为01111111,其真值为(127)10

最小值为11111111,其真值为(-127)10

在原码表示法中,对0有两种表示形式:

〔+0〕原=00000000

[-0] 原=10000000

(2)补码表示法

机器数的补码可由原码得到。如果机器数是正数,则该机器数的补码与原码一样;如果机器数是负数,则该机器数的补码是对它的原码(除符号位外)各位取反,并在未位加1而得到的。设有一数X,则X的补码表示记作〔X〕补。

例如,[X1]=+1010110

[X2]= 一1001010

[X1]原=01010110

[X1]补=01010110

即 [X1]原=[X1]补=01010110

[X2] 原= 11001010

[X2] 补=10110101+1=10110110

补码表示数的范围与二进制位数有关。当采用8位二进制表示时,小数补码的表示范围:

最大为0.1111111,其真值为(0.99)10

最小为1.0000000,其真值为(一1)10

采用8位二进制表示时,整数补码的表示范围:

最大为01111111,其真值为(127)10

最小为10000000,其真值为(一128)10

在补码表示法中,0只有一种表示形式:

[+0]补=00000000

[+0]补=11111111+1=00000000(由于受设备字长的限制,最后的进位丢失)

所以有[+0]补=[+0]补=00000000

(3)反码表示法

机器数的反码可由原码得到。如果机器数是正数,则该机器数的反码与原码一样;如果机器数是负数,则该机器数的反码是对它的原码(符号位除外)各位取反而得到的。设有一数X,则X的反码表示记作〔X〕反。

例如:X1= +1010110

X2= 一1001010

〔X1〕原=01010110

[X1]反=〔X1〕原=01010110

[X2]原=11001010

[X2]反=10110101

反码通常作为求补过程的中间形式,即在一个负数的反码的未位上加1,就得到了该负数的补码。

例1. 已知[X]原=10011010,求[X]补。

分析如下:

由[X]原求[X]补的原则是:若机器数为正数,则[X]原=[X]补;若机器数为负数,则该机器数的补码可对它的原码(符号位除外)所有位求反,再在未位加1而得到。现给定的机器数为负数,故有[X]补=[X]原十1,即

[X]原=10011010

[X]反=11100101

十) 1

[X]补=11100110

例2. 已知[X]补=11100110,求〔X〕原。

分析如下:

对于机器数为正数,则〔X〕原=〔X〕补

对于机器数为负数,则有〔X〕原=〔〔X〕补〕补

现给定的为负数,故有:

〔X〕补=11100110

〔〔X〕补〕反=10011001

十) 1

〔〔X〕补〕补=10011010=〔X〕原

或者说:

数在计算机中是以二进制形式表示的。

数分为有符号数和无符号数。

原码、反码、补码都是有符号定点数的表示方法。

一个有符号定点数的最高位为符号位,0是正,1是副。

以下都以8位整数为例,

原码就是这个数本身的二进制形式。

例如

0000001 就是+1

1000001 就是-1

正数的反码和补码都是和原码相同。

负数的反码是将其原码除符号位之外的各位求反

[-3]反=[10000011]反=11111100

负数的补码是将其原码除符号位之外的各位求反之后在末位再加1。

[-3]补=[10000011]补=11111101

一个数和它的补码是可逆的。

为什么要设立补码呢?

第一是为了能让计算机执行减法:

[a-b]补=a补+(-b)补

第二个原因是为了统一正0和负0

正零:00000000

负零:10000000

这两个数其实都是0,但他们的原码却有不同的表示。

但是他们的补码是一样的,都是00000000

特别注意,如果+1之后有进位的,要一直往前进位,包括符号位!(这和反码是不同的!)

[10000000]补

=[10000000]反+1

=11111111+1

=(1)00000000

=00000000(最高位溢出了,符号位变成了0)

有人会问

10000000这个补码表示的哪个数的补码呢?

其实这是一个规定,这个数表示的是-128

所以n位补码能表示的范围是

-2^(n-1)到2^(n-1)-1

比n位原码能表示的数多一个

又例:

1011

原码:01011

反码:01011 //正数时,反码=原码

补码:01011 //正数时,补码=原码

-1011

原码:11011

反码:10100 //负数时,反码为原码取反

补码:10101 //负数时,补码为原码取反+1

0.1101

原码:0.1101

反码:0.1101 //正数时,反码=原码

补码:0.1101 //正数时,补码=原码

-0.1101

原码:1.1101

反码:1.0010 //负数时,反码为原码取反

补码:1.0011 //负数时,补码为原码取反+1

在计算机内,定点数有3种表示法:原码、反码和补码

所谓原码就是前面所介绍的二进制定点表示法,即最高位为符号位,“0”表示正,“1”表示负,其余位表示数值的大小。

反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反,但符号位除外。

补码表示法规定:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位加1。

假设有一 int 类型的数,值为5,那么,我们知道它在计算机中表示为:

00000000 00000000 00000000 00000101

5转换成二制是101,不过int类型的数占用4字节(32位),所以前面填了一堆0。

现在想知道,-5在计算机中如何表示?

在计算机中,负数以其正值的补码形式表达。

什么叫补码呢?这得从原码,反码说起。

原码:一个整数,按照绝对值大小转换成的二进制数,称为原码。

比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原码。

反码:将二进制数按位取反,所得的新二进制数称为原二进制数的反码。

取反操作指:原为1,得0;原为0,得1。(1变0; 0变1)

比如:将00000000 00000000 00000000 00000101每一位取反,得11111111 11111111 11111111 11111010。

称:11111111 11111111 11111111 11111010 是 00000000 00000000 00000000 00000101 的反码。

反码是相互的,所以也可称:

11111111 11111111 11111111 11111010 和 00000000 00000000 00000000 00000101 互为反码。

补码:反码加1称为补码。

也就是说,要得到一个数的补码,先得到反码,然后将反码加上1,所得数称为补码。

比如:00000000 00000000 00000000 00000101 的反码是:11111111 11111111 11111111 11111010。

那么,补码为:

11111111 11111111 11111111 11111010 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011

所以,-5 在计算机中表达为:11111111 11111111 11111111 11111011。转换为十六进制:0xFFFFFFFB。

再举一例,我们来看整数-1在计算机中如何表示。

假设这也是一个int类型,那么:

1、先取1的原码:00000000 00000000 00000000 00000001

2、得反码: 11111111 11111111 11111111 11111110

3、得补码: 11111111 11111111 11111111 11111111

正数的原码,补码,反码都相同,都等于它本身

负数的补码是:符号位为1,其余各位求反,末位加1

反码是:符号位为1,其余各位求反,但末位不加1

也就是说,反码末位加上1就是补码

1100110011 原

1011001100 反 除符号位,按位取反

1011001101 补 除符号位,按位取反再加1

正数的原反补是一样的

在计算机中,数据是以补码的形式存储的:

在n位的机器数中,最高位为符号位,该位为零表示为正,为1表示为负;

其余n-1位为数值位,各位的值可为0或1。

当真值为正时:原码、反码、补码数值位完全相同;

当真值为负时: 原码的数值位保持原样,

反码的数值位是原码数值位的各位取反,

补码则是反码的最低位加一。

注意符号位不变。

如:若机器数是16位:

十进制数 17 的原码、反码与补码均为: 0000000000010001

十进制数-17 的原码、反码与补码分别为:1000000000010001、1111111111101110、1111111111101111

标签:原码,反码,补码

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