原码、反码、补码的转换
数字在机器中都用二进制来进行存储,有符号数则有原码、反码和补码三种表示方式 这三种表示方式里,最高位都代表的是符号位,1代表负数,0代表正数
1.原码
一个数的原码就是该数直接转化成二进制得到的数字,第一位是符号位
+8的原码:0000 1000 -8的原码:1000 1000
2.反码
正数的反码是自己本身
+8的原码:0000 1000 +8的反码:0000 1000
负数反码就是原码除了符号位不动,其他所有位按位取反
-8的原码:1000 1000 -8的反码:1111 0111
3.补码
正数的补码是自己本身
+8的原码:0000 1000 +8的反码:0000 1000 +8的补码:0000 1000
负数的补码是反码加一得到的(运算时包括符号位)
-8的原码:1000 1000 -8的反码:1111 0111 -8的补码:1111 1000
正数的原反补码都是相等的,负数的原反补码是相互转换得到的
4.补码存在的意义
在机器中,数值一律用补码来表示和存储。
使用补码的原因:
- 使用补码可以将符号位和数值域统一处理
- 两个数字之间进行加减法运算时是将数字拿到CPU中进行计算的,而CPU只有加法器,要将减法转换成加法,所以可以利用补码使加减法统一操作
举个例子
计算 8 - 5 因为CPU只有加法器所以要将 8 - 5 转换成 8 + (- 5) 来计算 (+8) 8的原码:0000 1000 8的反码:0000 1000 8的补码:0000 1000 (-5) -5的原码:1000 0101 -5的反码:1111 1010 -5的补码:1111 1011 8 - 5 = 8+(-5) 0000 1000 +1111 1011 ----------------- 0000 0011 0000 0011的符号位是0,则表示正数,原反补码都相同,转化成十进制就是3
代码测试
int main() { int i = 8; int j = -5; int m = i + j; printf("%d ", m); return 0; }
结果得到
我们利用调试看一下内存中存放的数据 首先查看 i 的地址里存放的数据 看到他在内存中存的是 08(这里是16进制)转换成二进制就是 0000 1000( 8 的补码)
之后我们看一下 j 的地址里存放的数据 这里存的是 fb 转化成二进制就是 1111 1011(这里就是 -5 的补码)
所以数据在机器中以补码形式表示和储存,补码的出现也更加便于计算