计算机中所有的数据运算和数据存储都是补码的形式。
正数的原码,反码,补码都相同
负数的原码符号位为1(标识为负数),反码是对其原码逐位取反(符号位除外)
负数的补码通过在其反码的末尾加1得到
为甚采用补码计算呢?
由于计算机计算是在cpu中进行的,cpu中只有加法器,没有减法器,没法直接做减法运算,
我们知道,负数的表示符号位是1,(而补码的设计就是为了让符号位也参与运算)符号位同样参与运算
例如:9 - 2 = 9 + (-2)
原码:9 0000 1001
-2 1000 0010
+ 1000 1011 (-1)
反码: 9 0000 1001
-2 1111 1101
+(1)0000 0110 (6)
补码:9 0000 1001
-2 1111 1110
+(1)0000 0111 (7)
可以看到,通过补码运算得到了想要的结果。
为什么要这要设计补码呢?(或者说补码设计的原理什么呢?)
9 - 2 = 9 + (-2)
例如字长为8,8个二进制位共可以表示2^8(256)个数字,包括符号位
表示范围0-->127(0111 1111)-->-128(1000 0000)-->-1(1111 1111)-->0(补码表示)
-128(1000 0000),符号位为1,转换成原码(减1取反)(0111 1111)-->(1000 000)
(1000 0000)好像是-0;事实上-128没有原码和反码(8位)(计算机中规定-128补码为1000 0000),计算时扩展为16位来计算(1000 0000 1000 0000);
可以看出数值变化是0-->max-->min-->-1-->0;
所以通过同余,可知-128 = 128(mod 256);
比如时钟模为12,顺时针转动为加,逆时针为减,那么9+2=11 (9 - 10 = 11)
即2mod12=2;-10mod12=9;--> 2 = -10 (mod12)(就像到8位二进制溢出一位从max到min重新开始)。
(写的有点乱,。。。。。)
来源:https://www.cnblogs.com/zynevergiveup12/p/11145886.html