C++补码与原码

本文介绍计算机中负数采用补码存储的方式,并详细解释了补码的概念及其计算方法。此外,还探讨了short类型数值的存储范围,包括其二进制原码和补码的最大最小值。

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计算机负数以补码的形式存储(正数的补码是本身),在进行算数运算时就可以将符号位与其他为一同处理,两个补码相加,如果符号位有进位则进位被丢弃。

负数的补码是除符号位外各位取反再加1,补码的补码是原码。

short型的范围是-32768~32767,二进制原码最大01111111 11111111=2.^15-1,最小11111111  11111111=2.^15-1。但是因为0本来可以有两种表示

及+0=00000000 00000000,-0=,10000000 00000000。人为规定10000000 00000000为-32768,所以二进制补码的最小值是10000000 00000000,二进制的最小数是

11111111  11111111,补码11111111  11111111是-1,-32767的补码是10000000 00000001.



### C++补码原码和反码的概念及用法 #### 定义概念 在计算机科学中,整数的二进制表示通常分为三种形式:原码、反码和补码。这些编码方式用于处理正数和负数的不同情况。 - **原码** 是最直观的一种表示方法,它直接将十进制数转换为二进制,并在其前面加上符号位(0代表正数,1代表负数)。例如,在8位机器上,`+5` 的原码是 `0000 0101`,而 `-5` 的原码则是 `1000 0101`[^2]。 - **反码** 对于正数而言原码相同;但对于负数,则是在保持最高位(符号位)不变的情况下对其余各位求反。比如 `-5` 的反码会变为 `1111 1010`。 - **补码** 则是对反码再加一得到的结果。这使得所有的算术操作都可以通过简单的加法完成,从而简化了硬件设计。继续上面的例子,`-5` 的补码最终成为 `1111 1011`。 #### 实际应用中的表现 当涉及到具体编程语言如C++时,开发者并不需要显式地去定义变量的原码、反码或补码,因为这些都是由编译器自动处理好的。不过理解它们的工作原理有助于更好地掌握某些低级特性以及调试可能出现的问题。 考虑下面一段代码: ```cpp int main() { int a = -10; // 输出a对应的十六进制值 printf("%X\n", a); } ``` 这段程序将会打印出一个类似于 `FFFFFFF6` 的结果,这是因为 `-10` 在32位系统上的补码表示正好对应这个十六进制数值。这里并没有直接展示如何获取某个特定类型的内部比特模式,而是说明了即使我们不关心具体的编码细节,也能正常工作。 #### 计算过程示例 假设有一个32位有符号整型变量 `b=-10`: - 首先写出其绝对值 `10` 的二进制形式:`000...0001010` - 添加符号位形成原码:`1000 ... 0001010` - 接着计算反码:除了第一位外其余全部取反 -> `1111 ... 1110101` - 最后获得补码:给上述结果加一 -> `1111 ... 1110110` 因此,在大多数现代架构下,当你声明了一个等于 `-10` 的整形常量时,实际上存储的就是这样一个特殊的二进制串[^1]。
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