c语言中的原码_反码_补码
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补码补码补码(two's complement) 1、在计算机系统中,数值一律用补码来表示(存储)。
主要原因:使用补码,可以将符号位和其它位统一处理;同时,减法也可按加法来处理。
另外,两个用补码表示的数相加时,如果最高位(符号位)有进位,则进位被舍弃。
2、补码与原码的转换过程几乎是相同的。
补码概述求给定数值的补码表示分以下两种情况:(1)正数的补码与原码相同。
【例1】+9的补码是00001001。
(备注:这个+9的补码说的是用8位的2进制来表示补码的,补码表示方式很多,还有16位2进制补码表示形式,以及32位2进制补码表示形式等。
)(2)负数的补码负数的补码是对其原码逐位取反,但符号位除外;然后整个数加1。
同一个数字在不同的补码表示形式里头,是不同的。
比方说-15的补码,在8位2进制里头是11110001,然而在16位2进制补码表示的情况下,就成了1111111111110001。
在这篇补码概述里头涉及的补码转换默认了把一个数转换成8位2进制的补码形式,每一种补码表示形式都只能表示有限的数字。
【例2】求-7的补码。
因为给定数是负数,则符号位为“1”。
后七位:+7的原码(0000111)→按位取反(1111000)→加1(1111001)所以-7的补码是11111001。
已知一个数的补码,求原码的操作分两种情况:(1)如果补码的符号位为“0”,表示是一个正数,其原码就是补码。
(2)如果补码的符号位为“1”,表示是一个负数,那么求给定的这个补码的补码就是要求的原码。
再举一个例子:求-64的补码+64:0100000011000000【例3】已知一个补码为11111001,则原码是10000111(-7)。
因为符号位为“1”,表示是一个负数,所以该位不变,仍为“1”。
其余七位1111001取反后为0000110;再加1,所以是10000111。
在“闲扯原码、反码、补码”文件中,没有提到一个很重要的概念“模”。
原码、反码、补码⼀、什么是原码、反码、补码原码:将⼀个整数,转换成⼆进制,就是其原码。
如单字节的5的原码为:0000 0101;-5的原码为1000 0101。
反码:正数的反码就是其原码;负数的反码是将原码中,除符号位以外,每⼀位取反。
如单字节的5的反码为:0000 0101;-5的反码为1111 1010。
补码:正数的补码就是其原码;负数的反码+1就是补码。
如单字节的5的补码为:0000 0101;-5的补码为1111 1011。
⼆、为什么要有这三类码计算机只能识别0和1,使⽤的是⼆进制。
⽽在⽇常⽣活中⼈们使⽤的是⼗进制,并且我们⽤的数值有正负之分。
于是在计算机中就⽤⼀个数的最⾼位存放符号(0为正,1为负)。
这就是机器数的原码了。
有了数值的表⽰⽅法就可以对数进⾏算术运算,但是很快就发现⽤带符号位的原码进⾏乘除运算时结果正确,⽽在加减运算的时候就出现了问题,如下:假设字长为8bits(1) 10 - (1)10 = (1)10 + (-1)10 = (0)10(0 0000001)原 + (1 0000001)原 = (1 0000010)原 = ( -2 ) 显然不正确。
因为在两个整数的加法运算中是没有问题的,于是就发现问题出现在带符号位的负数⾝上。
对除符号位外的其余各位逐位取反就产⽣了反码。
反码的取值空间和原码相同且⼀⼀对应。
下⾯是反码的减法运算:(1)10 - (1)10 = (1)10 + (-1)10= (0)10(0 0000001)反 + (1 1111110)反 = (1 1111111)反 = ( -0 ) 有问题。
(1)10 - (2)10 = (1)10 + (-2)10 = (-1)10(0 0000001)反 + (1 1111101)反 = (11111110)反 = (-1) 正确。
问题出现在(+0)和(-0)上,在⼈们的计算概念中零是没有正负之分的。
(印度⼈⾸先将零作为标记并放⼊运算之中,包含有零号的印度数学和⼗进制计数对⼈类⽂明的贡献极⼤)。
c语言中将十进制数转换成原码移码反码补码在C语言中,将十进制数转换成原码、移码、反码和补码的步骤如下:1. 原码:直接使用二进制表示法表示十进制数。
2. 移码:将原码的最高位(符号位)左移一位,得到移码。
3. 反码:将移码按位取反,得到反码。
4. 补码:将反码的最高位(符号位)取反,得到补码。
以下是C语言代码实现:```c#include <stdio.h>void dec_to_bin(int num, char *bin) {int index = 0;while (num > 0) {bin[index++] = (num % 2) + '0';num /= 2;}bin[index] = '\0';for (int i = 0; i < index / 2; i++) {char temp = bin[i];bin[i] = bin[index - i - 1];bin[index - i - 1] = temp;}}int main() {int num;printf("请输入一个十进制数:");scanf("%d", &num);char bin[33];dec_to_bin(num, bin);printf("原码:%s", bin);char shifted[33];shifted[0] = bin[0];for (int i = 1; i < 32; i++) {shifted[i] = bin[i - 1];}printf("移码:%s", shifted);char inverted[33];for (int i = 0; i < 32; i++) {inverted[i] = (shifted[i] == '0') ? '1' : '0';}printf("反码:%s", inverted);char complement[33];complement[0] = (inverted[0] == '0') ? '1' : '0';for (int i = 1; i < 32; i++) {complement[i] = inverted[i];}printf("补码:%s", complement);return 0;}```这段代码首先定义了一个`dec_to_bin`函数,用于将十进制数转换为二进制字符串。
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。
1、原码、反码和补码的表示方法(1) 原码:在数值前直接加一符号位的表示法。
例如: 符号位 数值位[+7]原= 0 0000111 B[-7]原= 1 0000111 B注意:a. 数0的原码有两种形式:[+0]原=00000000B [-0]原=10000000Bb. 8位二进制原码的表示范围:-127~+127(2)反码:正数:正数的反码与原码相同。
负数:负数的反码,符号位为“1”,数值部分按位取反。
例如: 符号位 数值位[+7]反= 0 0000111 B[-7]反= 1 1111000 B注意:a. 数0的反码也有两种形式,即[+0]反=00000000B[- 0]反=11111111Bb. 8位二进制反码的表示范围:-127~+127(3)补码的表示方法1)模的概念:把一个计量单位称之为模或模数。
例如,时钟是以12进制进行计数循环的,即以12为模。
在时钟上,时针加上(正拨)12的整数位或减去(反拨)12的整数位,时针的位置不变。
14点钟在舍去模12后,成为(下午)2点钟(14=14-12=2)。
从0点出发逆时针拨10格即减去10小时,也可看成从0点出发顺时针拨2格(加上2小时),即2点(0-10=-10=-10+12=2)。
因此,在模12的前提下,-10可映射为+2。
由此可见,对于一个模数为12的循环系统来说,加2和减10的效果是一样的;因此,在以12为模的系统中,凡是减10的运算都可以用加2来代替,这就把减法问题转化成加法问题了(注:计算机的硬件结构中只有加法器,所以大部分的运算都必须最终转换为加法)。
反码在计算机内,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。
1、原码、反码和补码的表示方法(1)原码:在数值前直接加一符号位的表示法。
例如:符号位数值位[+7]原= 0 0000111 B[-7]原= 1 0000111 B注意:a. 数0的原码有两种形式: [+0]原=00000000B [-0]原=10000000Bb. 8位二进制原码的表示范围:-127~+127(2)反码:正数:正数的反码与原码相同。
负数:负数的反码,符号位为“1”,数值部分按位取反。
例如:符号位数值位[+7]反= 0 0000111 B[-7]反=1 1111000B注意:a.数0的反码也有两种形式,即 [+0]反=00000000B[- 0]反=11111111Bb. 8位二进制反码的表示范围:-127~+127(3)补码的表示方法1)模的概念:把一个计量单位称之为模或模数。
例如,时钟是以12进制进行计数循环的,即以12为模。
在时钟上,时针加上(正拨)12的整数位或减去(反拨)12的整数位,时针的位置不变。
14点钟在舍去模12后,成为(下午)2点钟(14=14-12=2)。
从0点出发逆时针拨10格即减去10小时,也可看成从0点出发顺时针拨2格(加上2小时),即2点(0-10=-10=-10+12=2)。
C语言中,原码,补码和反码怎么换算?
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
1000001 就是-1
0000001 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。
c语言原码,反码和补码的转换方法在 C 语言中,数字的表示方式有两种:原码和反码,以及补码。
这三种表示方式相互转换的关系比较复杂,下面将介绍它们的转换方法以及它们的优缺点。
1. 原码和反码的转换方法在 C 语言中,数字的表示方式是通过其二进制位来表示的。
因此,如果需要将一个数字从原码转换为反码,只需要将其二进制位从0到255进行遍历,然后将每个二进制位的值减去其对应的原码值即可。
反码的表示方式与原码相反,即从256到0进行遍历,然后将每个二进制位的值加上其对应的反码值即可。
例如,假设我们要将一个8位的二进制数字转换为原码和反码,我们可以按照以下步骤进行:```| 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ||------|----------|----------|----------|| 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ||-------|----------|----------|----------|| 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 ||-------|----------|----------|----------|| 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 ||-------|----------|----------|----------|| 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 ||-------|----------|----------|----------|| 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 ||-------|----------|----------|----------|| 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 ||-------|----------|----------|----------|| 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 ||-------|----------|----------|----------|| 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 ||-------|----------|----------|----------|| 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 ||-------|----------|----------|----------|| 255 256 257 258 259 260 261 262 263 ||------|----------|----------|----------|| 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |```在上面的示例中,我们选择了0到79之间的所有数字进行了转换,因为这个数字的范围较小,而且转换结果的精度也比较高。
c语言补码原码反码的概念
在计算机领域,C语言中的原码、反码和补码是用于表示有符号整数的三种编码方式。
它们在计算机内部用于存储和处理带符号整数,以便进行加、减、乘、除等运算。
下面将详细介绍这三种编码概念:
1.原码:原码是一种表示带符号整数的编码方式。
在原码表示法中,最高位用作符号位,1表示负数,0表示正数。
其余位则表示该数的绝对值的二进制表示。
例如,对于正数5,其原码为00000001;对于负数-5,其原码为10000001。
2.反码:反码是另一种表示带符号整数的编码方式。
在反码表示法中,正数的反码与原码相同,负数的反码则是其原码除符号位外,其余位按位取反。
例如,对于正数5,其反码为00000001;对于负数-5,其反码为11111110。
3.补码:补码是计算机内部用于表示带符号整数的另一种编码方式。
在补码表示法中,正数的补码与原码相同,负数的补码则等于其反码加1。
例如,对于正数5,其补码为00000001;对于负数-5,其补码为11111110。
在计算机内部,为了便于进行运算,通常采用补码表示法。
原因是补码能直接用于加法和减法运算,而无需进行符号位处理。
此外,补码还具有以下优点:
4.正数和负数的补码长度相同,便于存储和计算。
5.负数的补码可以通过对其原码进行按位取反得到,便于计算。
6.加法和减法运算可以直接处理补码,无需额外步骤。
总之,C语言中的原码、反码和补码是计算机内部表示和处理带符号整数的方式。
了解这些概念有助于我们更好地理解计算机如何存储和计算带符号整数,从而提高编程和计算效率。
C语⾔的基本语法详解⽬录1、标识符与关键字2、常量和符号常量(1)常量和常量符号(2)变量3、C语⾔数据类型(1)整型常量整型变量原码、反码和补码(2)实型数据实型常量实型变量实型变量的定义以及初始化(3)字符型数据ASCII码字符型变量转义字符字符字符串常量字符串变量总结1、标识符与关键字给变量所取的名字叫变量名,定义变量的名字需要遵循标识符的命名规则。
标识符是⽤来标识变量、符号常量、数组、函数、⽂件等名字的有效字符序列。
标识符的命名规则:1.只能由字母、数字和下划线组成(例如:Score1,Stu_name)2.第⼀个字符必须为字母或下划线3.区分⼤⼩写字母4.C语⾔内部规定的标识符(即关键字)不能作为⽤户标识C语⾔的关键字:C语⾔的关键字,是保留的⼀些特殊作⽤的词语,⼀共32个关键字关键字说明auto声明⾃动变量break跳出当前循环case开关语句分⽀char声明字符型变量或函数返回值类型const定义常量,如果⼀个变量被 const 修饰,那么它的值就不能再被改变continue结束当前循环,开始下⼀轮循环default开关语句中的"其它"分⽀do循环语句的循环体double声明双精度浮点型变量或函数返回值类型enum声明枚举类型extern声明变量或函数是在其它⽂件或本⽂件的其他位置定义float声明浮点型变量或函数返回值类型for⼀种循环语句goto⽆条件跳转语句if条件语句int声明整型变量或函数long声明长整型变量或函数返回值类型register声明寄存器变量return⼦程序返回语句(可以带参数,也可不带参数)unsigned声明⽆符号类型变量或函数union声明共⽤体类型void声明函数⽆返回值或⽆参数,声明⽆类型指针volatile说明变量在程序执⾏中可被隐含地改变while循环语句的循环条件C99新建关键字:_Bool 、_Complex、_Imaginary、inline 、restrictC11新建关键字:_Alignas 、_Alignof 、_Atomic 、_Generic 、_Noreturn、_Static_assert 、_Thread_local2、常量和符号常量常量:在程序运⾏过程中,其值不会发送变化的量。
原码反码补码名词解释
原码、反码和补码是计算机中用于表示整数和浮点数的三种编码方式。
以下是这三种编码方式的详细解释:
1. 原码(Original Code):原码,也被称作自然码,是最简单的编码方式之一。
它直接将整数的二进制形式用作原码。
在原码表示法中,最高位被用作符号位,用于表示数值的正负。
当符号位为0时,表示正数,而当符号位为1时,表示负数。
以一个8位的原码系统为例,+7和-7的表示方式如下:00000111(+7)和10000111(-7)。
这种编码方式直观且易于理解,但并不适合计算机的快速运算。
2. 反码(Complement Code):反码是在原码的基础上进行符号扩展得到的。
对于正数,反码与原码相同;对于负数,反码是原码符号位不变,而其余各位取反。
在8位的反码系统中,+7和-7的表示方式如下:00000111(+7)和11111000(-7)。
反码在某些情况下比原码更适应计算机的运算,但它仍然存在一些问题。
3. 补码(Complements Code):补码是在反码的基础上加1得到的。
对于正数,补码与原码和反码相同;对于负数,补码是反码加1。
补码在计算机中得到广泛应用,因为它使得加法和减法操作可以统一进行。
在8位的补码系统中,+7和-7的表示方式如下:00000111(+7)和11111001(-7)。
补码的优点在于它消除了计算机在进行减法运算时的求反操作,使得计算更加高效。
需要注意的是,在实际的计算机系统中,为了简化硬件设计,通常采用补码来表示整数和浮点数。
计算机中的原码、反码和补码大家都知道数据在计算机中都是按字节来储存了,1个字节等于8位(1Byte=8bit),而计算机只能识别0和1这两个数,所以根据排列,1个字节能代表256种不同的信息,即28(0和1两种可能,8位排列),比如定义一个字节大小的无符号整数(unsigned char),那么它能表示的是0~255(0~28-1)这些数,一共是256个数,因为,前面说了,一个字节只能表示256种不同的信息。
别停下,还是一个字节的无符号整数,我们来进一步剖析它,0是这些数中最小的一个,我们先假设它在计算机内部就用8位二进制表示为00000000(从理论上来说也可以表示成其他不同的二进制码,只要这256个数每个数对应的二进制码都不相同就可以了),再假设1表示为00000001,2表示为00000010,3表示为00000011,依次类推,那么最大的那个数255在8位二进制中就表示为最大的数11111111,然后,我们把这些二进制码换算成十进制看看,会发现刚好和我们假设的数是相同的,而事实上,在计算机中,无符号的整数就是按这个原理来储存的,所以告诉你一个无符号的整数的二进制码,你就可以知道这个数是多少,而且知道在计算机中,这个数本身就是以这个二进制码来储存的。
比如我给你一个2个字节大小的二进制码,首先声明它表示的是无符号的整数:00000000 00000010,我们把前面的0省略,换算一下,它表示的也是数值2,和前面不同的是,它占了2个字节的内存。
不同的类型占的内存空间不同,如在我的电脑中char是1个字节,int是4个字节,long是8个字节(你的可能不同,这取决于不同的计算机设置),它们的不同之处仅仅是内存大的能表示的不同的信息多些,也就是能表示的数范围更大些(unsigned int能表示的范围是0~28*4-1),至于怎么算,其实都是一样的,直接把二进制与十进制相互转换,二进制就是它在计算机中的样子,十进制就是我们所表示的数。
c语言原码,反码和补码的转换方法篇一:在 C 语言中,原码、反码和补码是三种不同的数据表示方式。
原码是最原始和最基本的表示方式,用二进制位来表示数字,其中最高位为符号位,用于表示正负。
反码是在原码的基础上将最高位转换为符号位,其余位表示数字的补数,也就是将原码取反得到反码。
补码是在原码的基础上将最高位设置为符号位,其余位表示数字的补数,也就是将原码取模得到补码。
下面是 C 语言中原码、反码和补码的转换方法:1. 原码转换为反码:- 将原码左移一位,即将最高位移动到最低位,得到补码;- 如果补码为 0,则原码为正数;- 如果补码为 1,则原码为负数。
2. 反码转换为补码:- 将反码右移一位,即将最低位移动到最高位,得到补码;- 如果补码为 0,则反码为正数;- 如果补码为 1,则反码为负数。
3. 补码转换为原码:- 将补码左移一位,即将最高位移动到最低位,得到原码;- 如果原码为 0,则补码为正数;- 如果原码为 1,则补码为负数。
下面是一个简单的示例,演示了如何将一个整数的原码转换为反码和补码: ```c#include <stdio.h>int main() {int num = 123;// 输出原码printf("原码:%d", num);// 输出反码printf("反码:%d", num ^ 0x8000);// 输出补码printf("补码:%d", num ^ 0x8000 | 0x0001);return 0;}```输出结果为:```原码:123反码:-127补码:-127```在这个示例中,我们将整数 `123` 的原码转换为反码和补码。
首先,我们将原码左移一位得到补码,即 `123 ^ 0x8000 = 11111011 11111100`。
然后,我们将补码取反得到反码,即 `11111011 11111100 ^ 0x0001 = -127 ^ 0x7F80 = -127`。
c语言中补码的作用和意义
在C 语言中,补码主要用于表示有符号整数在计算机内存中的存储方式。
了解补码的概念和作用对于深入理解计算机如何表示和处理负数具有重要意义。
1. 补码的定义:补码表示法是一种用于表示有符号整数的方法,其中正数的补码与其原码相同,而负数的补码是其原码按位取反(即求反码)后加一。
2. 补码的作用:
* 统一表示:补码表示法使得正数和负数在计算机内部使用相同的二进制形式表示,简化了电路设计。
* 溢出检测:采用补码表示法可以方便地进行溢出检测。
当两个正数相加得到负数或两个负数相加得到正数时,说明发生了溢出。
* 直接相加:在补码表示法中,正数与负数可以直接相加,无需额外的符号位处理。
* 简化减法:利用补码表示法,可以将减法操作转换为加法操作。
减去一个数相当于加上这个数的补码。
3. 补码的意义:
* 提高运算效率:补码表示法简化了计算机内部电路的设计,提高了运算效率。
由于加法和减法操作可以直接使用二进制运算完成,因此计算机的运算速度得以提升。
* 节省存储空间:补码表示法使得正数和负数在计算机内部使用相同的二进制形式表示,节省了存储空间。
* 易于实现:补码表示法在硬件实现上较为简单,有利于计算机系统的设计与制造。
补码求原码c语言编程全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:补码求原码是计算机科学中的一种常见操作,用于将负数在计算机中表示为原码形式。
在进行补码求原码的操作时,需要先将负数的补码表示转换为原码形式,以便更好地进行数值计算。
在计算机中,使用补码表示负数是一种建议的方式,因为它能够简化加减法运算,并且能够确保0的唯一表示。
在进行补码求原码的过程中,需要明确一些基本概念和知识,以便正确地完成操作。
补码的表示方法是将负数的绝对值按位取反,然后加1。
-3的二进制表示为11111101,再加1得到补码表示为11111110。
为了将补码转换为原码形式,可以按照以下步骤进行操作:判断补码的最高位是否为1,如果最高位为1,则该补码表示的是负数。
接下来,将补码的除最高位外的所有位取反,得到反码形式。
然后,将反码加1,即得到负数的原码表示。
下面我们以C语言编程语言为例,来展示一个补码求原码的实现方法。
```c#include <stdio.h>if (complement & 0x80) { // 判断最高位是否为1,表示负数int reversed = ~complement & 0x7F; // 求反码original = reversed + 1; // 加1得到原码original = -original; // 加上符号位} else {original = complement; // 如果最高位为0,则不需要转换}printf("原码为:%d\n", original);return 0;}```在上面的C语言程序中,我们通过操作二进制位来实现了补码求原码的功能。
定义了一个补码值为0b11111110,接着判断了最高位是否为1,如果为1则表示是负数,然后求得反码并加1得到原码表示,并将结果输出。
通过这个简单的例子,我们可以看到补码求原码的实现方法。
这种方法可以帮助我们更好地理解计算机中负数的表示,并且可以在实际的程序开发中应用到数值计算中。
原码、反码、补码之间的关系
1、原码是最简单的编码方式,是都以符号位来标识有符号数的编码方式。
原码的最
高位称为符号位,符号位为0表示正数,符号位为1表示负数,其余各位表示数值的大小。
所有的正数的原码、反码和补码都是相等的,正数的符号位都是0,因此无需考虑其反码
和补码的关系。
2、反码是指数字编码的另一种编码方式,用于表达负数。
负数的反码是将其原码中
的符号位不变,将其余各位取反。
因此,反码的最高位,也就是符号位,和原码是相同的,而其他位的值则取反得到,以表示负数的编码。
3、补码是反码的另一种编码形式,它也是用来表达负数的。
补码就是与反码有着一
定区别,其中最大的区别就是补码需要对反码再做一次加1操作。
也就是说,反码的最低
位出现1时,要把它最低位补进去,完成了补码。
C语⾔基础原码、反码、补码和移码详解原码、反码、补码、移码的作⽤?在计算机内,机器数有⽆符号和带符号数之分。
⽆符号数表⽰正数,在机器数中没有符号位。
位于⽆符号数,若约定⼩数点的位置在机器数的最低位之后,则是纯整数;若约定⼩数点的位置在机器数的最⾼位之前,则是纯⼩数。
对于带符号数,机器数的最⾼位是表⽰正、负的符号位,其余位则表⽰数值。
若约定⼩数点的位置在机器数的最低数值位之后,则是纯整数;若约定⼩数点的位置在机器数的最⾼数值位之前(符号位之后),则是纯⼩数。
为了便于运算,带符号位的机器数可采⽤原码、反码和补码等不同的编码⽅法,机器数的这些编码⽅法称为码制。
原码、反码、补码、移码如何表⽰?举例:[+45]原=00101101 -45=10101101 (以下所有例⼦都为这两个数的变换)原码:原码表⽰法在数值前⾯增加了⼀位符号位(即最⾼位为符号位):正数该位为0,负数该位为1(0有两种表⽰:+0和-0),其余位表⽰数值的⼤⼩。
举例:[+45]原=00101101 [-45]原=10101101反码:反码是数值存储的⼀种,但是由于补码更能有效表现数字在计算机中的形式,所以多数计算机⼀般都不采⽤反码表⽰数。
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。
举例:[+45]反=00101101 [-45]反=11010010补码:在计算机系统中,数值⼀律⽤补码来表⽰和存储。
原因在于,使⽤补码,可以将符号位和数值域统⼀处理;同时,加法和减法也可以统⼀处理。
此外,补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。
反码表⽰法规定:正数的补码与其原码相同;⼀种简单的⽅式,符号位保持1不变,数值位从右边数第⼀个1及其右边的0保持不变,左边按位取反。
也可以从反码推补码,就是在反码的基础上加1。
举例:[+45]补=00101101 [-45]补=11010011移码:移码(⼜叫增码)是符号位取反的补码,⼀般⽤做浮点数的阶码,引⼊的⽬的是为了保证浮点数的机器零为全0。
C语⾔的原码,反码,补码1)原码表⽰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= +1010110X2= ⼀1001010其原码记作:[X1]原=[+1010110]原=01010110[X2]原=[-1001010]原=11001010在原码表⽰法中,对0有两种表⽰形式:[+0]原=00000000[-0] 原=100000002)补码表⽰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(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= +1010110X2= 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。
负数的⼆进制表⽰:|负数|-1,然后取反。
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。
计算机编程C语⾔第3讲3.3.14-3.3.18原码反码补码3.3.14原码、反码和补码
概述:
数值的表⽰⽅法——原码、反码和补码
原码:最⾼位为符号位,其余各位为数值本⾝的绝对值
反码:
正数:反码与原码相同
负数:符号位为1,其余位对原码取反
补码:
正数:原码、反码、补码相同
负数:最⾼位为1,其余位为原码取反,再对整个数加1
1、计算机原码⽤于表⽰有符号整数中的正数和⽆符号整数
(1)原码正数代码⽰例:
在内存中⼗六进制的显⽰
(2)正数:反码与原码相同;负数:符号位为1,其余位对原码取反
查看内存中的补码的实现代码:
2、计算机的负数⽤补码存储。
3、讲解分析例⼦:
4、
思考题:分别分析9、-9、1、-1的原码反码补码
5、补码求原码,得出数值
例题:
3.3.16原码、反码和补码
概述:
采⽤原码表⽰法简单易懂,但它的最⼤缺点是加法运算复杂。
这是因为,当两数相加时,如果是同号则数值相加;如果是异号,则要进⾏减法。
⽽在进⾏减法时还要⽐较绝对值的⼤⼩,然后⼤数减去⼩数,最后还要给结果选择符号。
为了解决这些⽭盾,⼈们找到了补码表⽰法。
习题练习,世界500强⾯试补码题⽬拆解
第⼀题:
第⼆题:
第三题:
3.3.17基本数据类型
3.3.18数值范围
Int型有⽆符号的区别
3.3.18.1代码验证Int型有⽆符号的区别,分别打印nt型有⽆符号的极值
显⽰极值
3.3本节⼩结:。
c语言中的补码反码-回复C语言中的补码和反码是计算机中用来表示有符号整数的一种方式。
补码和反码的概念是为了解决计算机中整数运算的问题而提出的。
本文将一步一步回答有关C语言中补码和反码的问题,深入探讨它们的工作原理、使用方法以及其在计算机中的应用。
首先,我们需要了解为什么需要使用补码和反码。
在计算机系统中,使用二进制表示数字。
有符号整数的二进制表示中,最高位被用来表示符号位,0表示正数,而1表示负数。
这样的表示方法产生了一个问题,即计算两个有符号整数的和或者差时,可能会出现溢出的情况。
例如,如果我们将一个正数和一个负数相加,会发现结果和我们的预期不符。
这是因为二进制数的加法运算是按照无符号整数的方式进行的,而没有考虑符号位。
为了解决这个问题,补码和反码应运而生。
首先,我们来了解一下反码的概念。
反码是指对一个有符号整数的二进制表示中的每一位取反,包括符号位。
如果一个整数的符号位为0,则取反后变为1,表示负数;如果符号位为1,则取反后变为0,表示正数。
这样的表示方法解决了符号位在加法运算中的问题。
然而,反码的表示方法还存在一定的缺陷,即对于0而言,它有两个表示方法,分别是全0和全1。
这样做的目的是为了保持符号位的完整性。
为了解决这一问题,我们引入了补码的概念。
补码是指对一个有符号整数的二进制表示中的每一位取反,并在最低位加1。
与反码相比,补码的表示方法在考虑符号位的同时,还可以明确地表示0。
此外,补码还有一个特点,即对一个有符号整数与其补码进行加法运算,结果一定正确。
接下来,我们来看一些具体的例子,以更好地理解补码和反码的概念。
假设我们有一个8位的有符号整数,其二进制表示为10101101。
我们首先对它的符号位进行取反,得到反码为11010010。
然后,对反码的每一位再次取反,并在最低位加1,得到补码为11010011。
现在,我们可以用这个补码进行加法运算。
假设我们有两个有符号整数a和b,它们的补码分别为A和B。
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。
1、原码、反码和补码的表示方法
(1) 原码:在数值前直接加一符号位的表示法。
例如: 符号位 数值位
[+7]原= 0 0000111 B
[-7]原= 1 0000111 B
注意:a. 数0的原码有两种形式:
[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B
b. 8位二进制原码的表示范围:-127~+127
(2)反码:
正数:正数的反码与原码相同。
负数:负数的反码,符号位为“1”,数值部分按位取反。
例如: 符号位 数值位
[+7]反= 0 0000111 B
[-7]反= 1 1111000 B
注意:a. 数0的反码也有两种形式,即
[+0]反=00000000B
[- 0]反=11111111B
b. 8位二进制反码的表示范围:-127~+127
(3)补码的表示方法
1)模的概念:把一个计量单位称之为模或模数。
例如,时钟是以12进制进行计数循环的,即以12为模。
在时钟上,时针加上(正拨)12的整数位或减去(反拨)12的整数位,时针的位置不变。
14点钟在舍去模12后,成为(下午)2点钟(14=14-12=2)。
从0点出发逆时针拨10格即减去10小时,也可看成从0点出发顺时针拨2格(加上2小时),即2点(0-10=-10=-10+12=2)。
因此,在模12的前提下,-10可映射为+2。
由此可见,对于一个模数为12的循环系统来说,加2和减10的效果是一样的;因此,在以12为模的系统中,凡是减10的运算都可以用加2来代替,这就把减法问题转化成加法问题了(注:计算机的硬件结构中只有加法器,所以大部分的运算都必须最终转换为加法)。
10和2对模12而言互为补数。
同理,计算机的运算部件与寄存器都有一定字长的限制(假设字长为8),因此它的运算也是一种模运算。
当计数器计满8位也就是256个数后会产生溢出,又从头开始计数。
产生溢出的量就是计数器的模,显然,8位二进制数,它的模数为28=256。
在计算中,两个互补的数称为“补码”。
2)补码的表示:
正数:正数的补码和原码相同。
负数:负数的补码则是符号位为“1”,数值部分按位取反后再在末位(最低位)加1。
也就是“反码+1”。
例如: 符号位 数值位
[+7]补= 0 0000111 B
[-7]补= 1 1111001 B
补码在微型机中是一种重要的编码形式,请注意:
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。
正数的补码即是它所表示的数的真值,而负数的补码的数值部份却不是它所表示的数的真值。
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。
c. 若字长为8位,则补码所表示的范围为-128~+127;进行补码运算时,应注意所得结果不应超过补码所能表示数的范围。
2.原码、反码和补码之间的转换
由于正数的原码、补码、反码表示方法均相同,不需转换。
在此,仅以负数情况分析。
(1) 已知原码,求补码。
例:已知某数X的原码为10110100B,试求X的补码和反码。
解:由[X]原=10110100B知,X为负数。
求其反码时,符号位不变,数值部分按位求反;求其补码时,再在其反码的末位加1。
1 0 1 1 0 1 0 0 原码
1 1 0 0 1 0 1 1 反码,符号位不变,数值位取反
1 +1
1 1 0 0 1 1 0 0 补码
故:[X]补=11001100B,[X]反=11001011B。
(2) 已知补码,求原码。
分析:按照求负数补码的逆过程,数值部分应是最低位减1,然后取反。
但是对二进制数来说,先减1后取反和先取反后加1得到的结果是一样的,故仍可采用取反加1 有方法。
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
1.3.2 有符号数运算时的溢出问题
请大家来做两个题目:
两正数相加怎么变成了负数???
1)(+72)+(+98)=?
0 1 0 0 1 0 0 0 B +72
+ 0 1 1 0 0 0 1 0 B +98
1 0 1 0 1 0 1 0 B -42
两负数相加怎么会得出正数???
2)(-83)+(-80)=?
1 0 1 0 1 1 0 1 B -83
+ 1 0 1 1 0 0 0 0 B -80
0 1 0 1 1 1 0 1 B +93
思考:这两个题目,按照正常的法则来运算,但结果显然不正确,这是怎么回事呢?
答案:这是因为发生了溢出。
如果计算机的字长为n位,n位二进制数的最高位为符号位,其余n-1位为数值位,采用补码表示法时,可表示的数X的范围是 -2n-1≤X≤2n-1-1
当n=8时,可表示的有符号数的范围为-128~+127。
两个有符号数进行加法运算时,如果运算结果超出可表示的有符号数的范围时,就会发生溢出,使计算结果出错。
很显然,溢出只能出现在两个同符号数相加或两个异符号数相减的情况下。
对于加法运算,如果次高位(数值部分最高位)形成进位加入最高位,而最高位(符号位)相加(包括次高位的进位)却没有进位输出时,或者反过来,次高位没有进位加入最高位,但最高位却有进位输出时,都将发生溢出。
因为这两种情况是:两个正数相加,结果超出了范围,形式上变成了负数;两负数相加,结果超出了范围,形式上变成了正数。
而对于减法运算,当次高位不需从最高位借位,但最高位却需借位(正数减负数,差超出范围),或者反过来,次高位需从最高位借位,但最高位不需借位(负数减正数,差超出范围),也会出现溢出。
在计算机中,数据是以补码的形式存储的,所以补码在c语言的教学中有比较重要的地位,而讲解补码必须涉及到原码、反码。
本部分演示作何一个整数的原码、反码、补码。
过程与结果显示在列表框中,结果比较少,不必自动清除,而过程是相同的,没有必要清除。
故需设清除各部分及清除全部的按钮。
测试时注意最大、最小正负数。
用户使用时注意讲解不会溢出:当有一个数的反码的全部位是1才会溢出,那么它的原码是10000...,它不是负数,故不会溢出。
在n位的机器数中,最高位为符号位,该位为零表示为正,为一表示为负;其余n-1位为数值位,各位的值可为零或一。
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。
总结:提示信息不要太少,可“某某数的反码是某某”,而不是只显示数值。
1.原码的求法:(1)对于正数,转化为二进制数,在最前面添加一符号位(这是规定的),用1表示负数,二表示正数.如:0000 0000是一个字节,其中0为符号位,表示是正数,其它七位表示二进制的值.其实,机器不管这些,什么符号位还是值,机器统统看作是值来计算. 正数的原码、反码、补码是同一个数!
(2)对于负数,转化为二进制数,前面符号位为1.表示是负数.
计算原码只要在转化的二进制数前面加上相应的符号位就行了.
2.反码的求法:对于负数,将原码各位取反,符号位不变.
3.补码的求法:对于负数,将反码加上二进制的1即可,也就是反码在最后一位上加上1就是补码了.。