原码、反码、补码

运算基本规则:

  1. 二进制的最高位是符号位:0表示正数,1表示负数
  2. 正数的原码,反码,补码都一样(三码合一)
  3. 负数的反码=它的原码符号位不变,其它位取反
  4. 负数的补码=它的反码+1,负数的反码=负数的补码-1
  5. 0的反码,补码都是0
  6. 在计算机运算的时候,都是以补码的方式来运算的
  7. 当我们看运算结果的时候,要看他的原码

举例 

  • 2 &3

2的原码:0000 0010        3的原码:0000 0011

2的反码:0000 0010        3的反码:0000 0011

2的补码:0000 0010        3的补码:0000 0011

运算后的补码:0000 0010

运算后的反码:0000 0010

运算后的原码:0000 0010

故结果为:2

  • ~-2

-2的原码:1000 0010        

-2的反码:1111 1101       

-2的补码:1111 1110

运算后的补码:0000 0001

运算后的反码:0000 0001

运算后的原码:0000 0001

故结果为:1

  • ~2

2的原码:0000 0010        

2的反码:0000 0010       

2的补码:0000 0010

运算后的补码:1111 1101

运算后的反码:1111 1100

运算后的原码:10000 0011

故结果为:-3

### 原码反码补码的概念 对于一个给定的数值,在计机内部是以二进制的形式存储,而为了表示负数,则引入了原码反码补码这三种编码方式。 #### 原码定义 原码是最简单的机器数表示法。最高位为符号位,“0”代表正数,“1”代表负数;其余各位则用来表示该数的绝对值大小[^1]。 例如: - 正数 `+5` 的原码是 `0000 0101` - 负数 `-5` 的原码则是 `1000 0101` #### 反码定义 对于正数而言,其反码与其原码相同; 而对于负数来说,除了符号位外,其他各位置上的比特取反即可得到对应的反码。 例子如下: - 正数 `+5` 的反码仍为 `0000 0101` - 负数 `-5` (即原码 `1000 0101`)的反码变为 `1111 1010` #### 补码定义 同样地,当处理的是正值时,它的补码等于自身的原码; 然而针对负值情况,先求得此数的反码之后再加一就构成了最终所需的补码形式。 具体操作如下所示: - 对于 `+5` ,由于它本身就是个正整数,因此其补码还是 `0000 0101` - 那么对于 `-5` 来说(假设已经得到了反码 `1111 1010`),那么再加上一位就是 `1111 1011` ### 各种编码间的转换过程 从上述描述可以看出,由原码反码再到补码的过程相对简单明了: 1. **正数** - 所有的编码都是一样的,即 `[原码 = 反码 = 补码]`。 2. **负数** - 若要获取某个负数X(-N)的补码,可按照下面两个步骤来进行: - 先写出|X|(也就是N)的原码(注意这里只考虑除去了符号位后的纯数字部分),接着将其每一位按位取反获得反码; - 然后再在此基础上加上1便能得到所要找寻的那个负数X(-N)的补码。 ```python def int_to_binary(n, bits=8): """将整数n转化为指定长度bits的二进制字符串""" binary_str = format(abs(n), 'b').zfill(bits) if n >= 0: sign_bit = '0' else: sign_bit = '1' original_code = f"{sign_bit}{binary_str}" return original_code def complement_conversion(original_code): """实现原码->反码->补码的转换函数""" # 判断输入是否合法 if not isinstance(original_code, str) or len(original_code)!=9 : raise ValueError("Invalid input") signed_flag = original_code[0] if signed_flag == '0': # 如果是正数,则三者相等 one_complement = two_complement = original_code elif signed_flag == '1': # 若为负数,则继续执行后续逻辑 magnitude_bits = ''.join(['1'if bit=='0'else'0'for bit in original_code[1:]]) one_complement = f'{signed_flag}{magnitude_bits}' carry_over = True temp_result = list(one_complement) for i in range(len(temp_result)-1,-1,-1): if temp_result[i]=='0'and carry_over==True: temp_result[i]='1' break elif temp_result[i]=='1' and carry_over==True: temp_result[i]='0' two_complement=''.join(temp_result) result={ "original":original_code, "one's complement":one_complement, "two's complement":two_complement } return result ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值