原码,补码,反码的复习

一、第一位是符号位:0代表正数,1代表负数。

 

二、正数的原码,补码,反码都是一样的。

      比如:7的 原码,反码,补码都是 00000111

三、着重谈谈负数的 原码,补码,反码

     1)负数的原码:      第一位置为1即可。

                                 如: -7 的原码就是: 10000111

          注意:a. 数0的原码有两种形式:[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B

 

     2)负数的反码:      除符号位不变外,其他位是原码取反

                                 如:-7的反码就是 1 1111000

         注意:a. 数0的反码也有两种形式,即  [+0]反=00000000B  [- 0]反=11111111B

 

     3)负数的补码:       反码+1

                                   如:[-7]补= 1 1111001 

         注意:补码的好处

             a. 采用补码后,可以方便地将减法运算转化成加法运算,运算过程得到简化。采用补码进行运算,所得结果仍为补码。

             b. 与原码、反码不同,数值0的补码只有一个,即 [0]补=00000000B。

 

四、已知补码,求原码。

  计算方法: 补码的补码即为 原码

  例:已知某数X的补码11101110B,试求其原码。

  解:由[X]补=11101110B知,X为负数。求其原码表示时,符号位不变,数值部分按位求反,再在末位加1。

  1 1 1 0 1 1 1 0 补码

  1 0 0 1 0 0 0 1 符号位不变,数值位取反

  1 +1

  1 0 0 1 0 0 1 0 原码

 

五、~  按位取反操作

 

       问题: 在java中,int i = 3;~i = ?

       答:我们首先来看Java的数据类型所占字节数

            java数据类型     字节  表示范围

            byte(字节型)     1  -128~127 
            short(短整型)    2 -32768~32767 
            int(整型)        4  -2147483648~2147483647 
            long(长整型)     8  -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807 
            float(浮点型)    4  -3.4E38~3.4E38 
            double(双精度型) 8  -1.7E308~1.7E308 
            char(字符型)     2  从字符型对应的整型数来划分,其表示范围是0~65535 
            boolean(布尔型)  1  true或false

 

           我们知道java int类型的长度是4个字节,所有3 在内存中的存储形式是: 00000000 00000000 00000000 00000011

           按位取反后为:11111111 11111111 11111111 11111100

 

          那么这个数是多少呢,1开头的,那就是负数,负数在内存中的形式是补码。

           现在要通过补码求原码,然后才知道真实值。

 

          补码求原码的方法是:      补码的补码

 

          1  00000000000000000000011

          +1

           100000000000000000000100

          所以答案为 -4

### 原码补码反码的概念及转换方法 #### 一、概念定义 原码是最简单的二进制表示形式,其中最高位作为符号位,其余部分为数值的绝对值对应的二进制数[^1]。 正数的原码反码补码均相同,而负数则有所不同。 - **原码**:直接将十进制数转化为二进制数,最高位为符号位(0代表正数,1代表负数)。例如,`+5` 的原码为 `00000101`,`-5` 的原码为 `10000101`[^3]。 - **反码**:对于正数,其反码原码一致;对于负数,符号位保持不变,其他位按位取反(即将 `0` 变成 `1`,`1` 变成 `0`)[^2]。例如,`-5` 的原码为 `10000101`,因此它的反码为 `11111010`[^4]。 - **补码**:对于正数,其补码等于原码;对于负数,先求得反码再加 `1` 即可得到补码。例如,`-5` 的反码为 `11111010`,那么 `-5` 的补码为 `11111011`。 --- #### 二、转换规则 以下是具体的转换过程: ##### 正数的情况 对于任何正整数,其原码反码补码都是一致的,均为该数的二进制表示形式。例如: ```plaintext +7 -> 原码 = 00000111, 反码 = 00000111, 补码 = 00000111 ``` ##### 负数的情况 1. **由原码反码**:保留符号位不变,对其余各位取反。例如: ```plaintext -8 -> 原码 = 10001000 -> 反码 = 11110111 ``` 2. **由反码补码**:在反码的基础上加 `1`。例如: ```plaintext -8 -> 反码 = 11110111 -> 补码 = 11111000 ``` 3. **由补码原码**:如果已知某数的补码,则可以通过减 `1` 后再次取反的方式恢复为其原码。例如: ```plaintext 补码 = 11111000 -> 减1后 = 11110111 -> 再次取反 = 10001000 (即-8的原码) ``` --- #### 三、存储方式 计算机内部通常采用补码存储数据,因为这种表示方法可以简化硬件设计并统一处理加法和减法运算。例如,在内存中存储 `-5` 时,实际保存的是其补码形式 `11111011`。 --- #### 四、总结表 | 数字 | 符号位 | 原码 | 反码 | 补码 | |------|--------|------------|------------|------------| | +5 | 0 | 00000101 | 00000101 | 00000101 | | -5 | 1 | 10000101 | 11111010 | 11111011 | --- ### 示例代码 以下是一个 Python 实现,展示如何计算给定整数的原码反码补码: ```python def get_binary_representation(num, bits=8): if num >= 0: original_code = bin(num)[2:].zfill(bits) complement_code = original_code reverse_code = original_code else: original_code = '1' + bin(abs(num))[2:].zfill(bits - 1) reverse_code = ''.join(['1' if b == '0' else '0' for b in original_code[1:]]) complement_code = bin(int('0b' + reverse_code, 2) + 1)[2:].zfill(bits) return { "original": original_code, "reverse": reverse_code.zfill(bits), "complement": complement_code } result = get_binary_representation(-5) print(f"Original Code: {result['original']}") print(f"Reverse Code: {result['reverse']}") print(f"Complement Code: {result['complement']}") ``` 运行上述代码会输出如下结果: ```plaintext Original Code: 10000101 Reverse Code: 11111010 Complement Code: 11111011 ``` ---
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