原码VS补码 (对于有符号数而言)

原码的表示思想是最高位为符号位,其余位为绝对值。

假设某类型有8位,X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0


最大正数 0 111 1111  +127
最小负数 1 111 1111  -128 (数值位为2^7 -128,即零)
 则其表示范围是 -127 到+127   (2^7 -1)

原码的表示方法简单,但是在做有符号加法时较为复杂(两数异号时,需要比较绝对值大小,再做减法)。而补码表示法很好的解决了这个问题(直接加减即可)。

补码的最高位表示符号位,数值位分两种情况

正数的数值位不变
负数的数值位为2^n - 该负数的绝对值。

例如:  X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0

最大正数 0 111 1111  +127
最小负数 1 000 0000  -128 (数值位为2^7 -128,即零)

补码的表示范围是 +(2^n -1) 到 - (2^n)
由此可见 补码的表示范围比原码在负数域多一个,(这不是最重要的,重要的是简化了运算)

补码表示的另一种理解为
正数表示为它本身
负数表示为2^(n+1) + x   -----因为x是负数所以相当于减去它的绝对值。
好的,让我们详细了解一下无符号数、原码以及补码的概念及其数值范围。 ### 无符号数 无符号数是指只有正值的数字,在计算机中通常用于表示非负整数。对于一个n位的二进制无符号数: - **取值范围**:0 到 \(2^n - 1\) 例如,8位无符号数的范围是从 `0` (即全零)到 `255` (即所有位都是1),也就是从 `00000000` 到 `11111111`;而16位无符号数则可以表示从 `0` 至 `65535` 的数值。 ### 原码 原码是一种最简单的机器数编码形式,其最高位作为符号位,其中“0”代表正,“1”代表负;其余各位就是该数绝对值对应的二进制数。针对 n 位带符号的整型变量而言: - 正数范围:\(+0\) 到 \((2^{(n-1)}-1)\) - 负数范围:\(-0\) 和 \(-(2^{(n-1)}-1)\) 需要注意的是,在原码体系里存在两个不同的 "0" 表示(`+0` 和 `-0`),这可能会带来一些处理上的不便之处。 ### 补码 为了克服原码中存在的某些缺点,并简化运算规则,人们引入了补码系统。在补码表达下: - 对于正数来说,它的补码与其本身一致; - 对于负数,则需要对其反码加一得到补码。 因此在一个包含n个bit位的数据类型内(如 int 类型),所能存储的最大和最小值分别为: -0) 总结一下: - **8位有符号数(采用补码)** * 最小值 = -(2^7)= -128 * 最大值 = +(2^7)-1= +127 - **8位无符号数** * 取值范围为 [0...255] 希望以上内容能够帮助您更好地理解这些概念!
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