数据类型存储的基础知识

断了今生、忘了曾经 提交于 2019-12-21 16:34:11

整型的存取
在计算机中最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。在计算机中数据是使用其补码表示的,但正数补码是其本身,负数的补码是负数的源码取反加一得到的补码。
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
在java中的整数类型有四种,分别是byte short in long,byte只是一个字节0或1。
其他的三种类型如下:

1、
基本类型:short 二进制位数:16
包装类:java.lang.Short
最小值:Short.MIN_VALUE=-32768 (-2的15此方)
最大值:Short.MAX_VALUE=32767 (2的15次方-1)

2、
基本类型:int 二进制位数:32
包装类:java.lang.Integer
最小值:Integer.MIN_VALUE= -2147483648 (-2的31次方)
最大值:Integer.MAX_VALUE= 2147483647 (2的31次方-1)

3、
基本类型:long 二进制位数:64
包装类:java.lang.Long
最小值:Long.MIN_VALUE=-9223372036854775808 (-2的63次方)
最大值:Long.MAX_VALUE=9223372036854775807 (2的63次方-1)
机器数
一个数在计算机中的二进制表示形式, 叫做这个数的机器数。机器数是带符号的,在计算机用一个数的最高位存放符号, 正数为0, 负数为1.
真值
将带符号位的机器数对应的真正数值称为机器数的真值。
例:0000 0001的真值 = +000 0001 = +1,1000 0001的真值 = –000 0001 = –1
原码
原码就是符号位加上真值的绝对值, 即用第一位表示符号, 其余位表示值. 比如如果是8位二进制:

[+1]原 = 0000 0001

[-1]原 = 1000 0001
反码
正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变,其余各个位取反.

原码求补码
整数的补码是其二进制表示,与原码相同。
求负整数的补码,将其原码除符号位外的所有位取反(0变1,1变0,符号位为1不变)后加1。
0的补码
数0的补码表示是唯一的 。
[+0]补=[+0]反=[+0]原=00000000
[ -0]补=11111111+1=00000000
补码求原码
已知一个数的补码,求原码的操作其实就是对该补码再求补码 :
⑴如果补码的符号位为“0”,表示是一个正数,其原码就是补码。
⑵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。
补码的意义
(1)解决了符号的表示的问题;
(2)可以将减法运算转化为补码的加法运算来实现,克服了原码加减法运算繁杂的弊端,可有效简化运算器的设计;
(3)在计算机中,利用电子器件的特点实现补码和真值、原码之间的相互转换,非常容易 ;
(4)补码表示统一了符号位和数值位,使得符号位可以和数值位一起直接参与运算,这也为后面设计乘法器除法器等运算器件提供了极大的方便。

与或非
与:and -> 有0出0,全1出1 例如:1 ,1–>1 1 ,0–>0 0 ,1–>0 0 ,0–>0

或:or -> 有1出1,全0出0 例如:1 ,1–>1 1 ,0–>1 0 ,1–>1 0 ,0–>0

非:not ->有1出0,有0出1 例如:1 -->0 0–>1

与非:nand ->先按与的操作,然后结果取反 例如:1 ,1–>0 1 ,0–>1 0 ,1–>1 0 ,0–>1

或非:nor ->先按或的操作,然后结果取反 例如:1 ,1–>0 1 ,0–>0 0 ,1–>0 0 ,0–>1

Java中的<< 和 >> 和 >>> 详细分析

<<表示左移移,不分正负数,低位补0;

注:以下数据类型默认为byte-8位

左移时不管正负,低位补0

正数:r = 20 << 2

20的二进制补码:0001 0100

向左移动两位后:0101 0000

结果:r = 80

负数:r = -20 << 2

-20 的二进制原码 :1001 0100

-20 的二进制反码 :1110 1011

-20 的二进制补码 :1110 1100

左移两位后的补码:1011 0000

反码:1010 1111

原码:1101 0000

结果:r = -80
        
>>表示右移,如果该数为正,则高位补0,若为负数,则高位补1;

注:以下数据类型默认为byte-8位

正数:r = 20 >> 2

20的二进制补码:0001 0100

向右移动两位后:0000 0101

结果:r = 5

负数:r = -20 >> 2

-20 的二进制原码 :1001 0100

-20 的二进制反码 :1110 1011

-20 的二进制补码 :1110 1100

右移两位后的补码:1111 1011

反码:1000 0100

原码:1000 0101

结果:r = -5
>>>表示无符号右移,也叫逻辑右移,即若该数为正,则高位补0,而若该数为负数,则右移后高位同样补0
正数: r = 20 >>> 2

的结果与 r = 20 >> 2 相同;

负数: r = -20 >>> 2

注:以下数据类型默认为int 32位

-20:源码:10000000 00000000 00000000 00010100

反码:11111111 11111111 11111111 11101011

补码:11111111 11111111 11111111 11101100

右移:00111111 11111111 11111111 11111011

结果:r = 1073741819

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