正负数的源码 反码 补码 转
Posted qinning
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了正负数的源码 反码 补码 转相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
首先提几个概念： 原码，反码，补码
原码是什么？
原码就是早期用来表示数字的一种方式: 一个正数，转换为二进制位就是这个正数的原码。负数的绝对值转换成二进制位然后在高位补1就是这个负数的原码
举例说明：
int类型的 3 的原码是 11B(B表示二进制位)， 在32位机器上占四个字节，那么高位补零就得：
00000000 00000000 00000000 00000011
int类型的 -3 的绝对值的二进制位就是上面的 11B 展开后高位补零就得：
10000000 00000000 00000000 00000011
但是原码有几个缺点，零分两种 +0 和 -0 。很奇怪是吧！还有，在进行不同符号的加法运算或者同符号的减法运算的时候，不能直接判断出结果的正负。你需要将两个值的绝对值进行比较，然后进行加减操作 ，最后符号位由绝对值大的决定。于是反码就产生了。
反码是什么 ？
正数的反码就是原码，负数的反码等于原码除符号位以外所有的位取反
举例说明：
int类型的 3 的反码是
00000000 00000000 00000000 00000011
和原码一样没什么可说的
int类型的 -3 的反码是
11111111 11111111 11111111 11111100
除开符号位 所有位 取反
解决了加减运算的问题，但还是有正负零之分，然后就到补码了
补码是什么？
正数的补码与原码相同，负数的补码为 其原码除符号位外所有位取反（得到反码了），然后最低位加1.
还是举例说明：
int类型的 3 的补码是：
00000000 00000000 00000000 00000011
int类型的 -3 的补码是
11111111 11111111 1111111 11111101
就是其反码加1
最后总结一下：
正数的反码和补码都与原码相同。
负数的反码为对该数的原码除符号位外各位取反。
负数的补码为对该数的原码除符号位外各位取反，然后在最后一位加1
各自的优缺点：
原码最好理解了，但是加减法不够方便，还有两个零。。
反码稍微困难一些，解决了加减法的问题，但还是有有个零
补码理解困难，其他就没什么缺点了
喔日，说到这里，估计都晕了，举个栗子把。
5的原码是 00000000000000000000000000000101（四个字节，32位（byte））
5的原码和反码，补码都一样。
-5的原码是原码除符号位以外所有的位取反 ，10000000000000000000000000000101
-5的反码就是原码符合外取反得到反码11111111111111111111111111111010
-5的补码就是反码加一得到补码11111111111111111111111111111011
最后补充一句，负数一般用补码来计算。
用补码用来运算会更加方便 另外 符号位也要参与运算 符号位会向最高位移动 减法 就是 变向的加法
如
前言：随着学习计算机知识的加深，许多地方都遇到原码、反码、补码。很多关于计算机的书籍都介绍原码、反码、补码的表示方法，但是为什么要用到原码、反码、补码却没详细说。为什么要使用？它们的原理是什么呢?我搜索了许多资料，也查找了许多书籍，终于弄明白了这个问题，收集整理如下。
我们知道数值在计算机中表示形式为机器数(机器数的概念见我的另一篇日志《计算机中的原码、反码和补码》，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）。
于是就引入了补码概念。负数的补码就是对反码加一，而正数的补码不变，正数的原码反码补码是一样的。在补码中用(-128)代替了(-0)，这个是人为规定的，所以补码的表示范围为：
(-128~0~127)共256个。
注意：(-128)没有相对应的原码和反码， (-128) = (1 0000000) 补码的加减运算如下：
(1)10 - (1)10 = (1)10 + (-1)10 = (0)10
(0 0000001)补 + (1 1111111)补 = (0 0000000)补 = ( 0 ) 正确。
(1)10 - (2)10 = (1)10 + (-2)10 = (-1)10
(00000001)补 + (11111110)补 = (11111111)补 = (-1) 正确。
所以补码的设计目的是：
⑴ 使符号位能与有效值部分一起参加运算，从而简化运算规则。补码机器数中的符号位，并不是强加上去的，是数据本身的自然组成部分，可以正常地参与运算。
⑵ 使减法运算转换为加法运算，进一步简化计算机中运算器的线路设计。
所有这些转换都是在计算机的最底层进行的，而在我们使用的汇编、c等其他高级语言中使用的都是原码。
看了上面这些大家应该对原码、反码、补码有了新的认识了吧！
以上是关于正负数的源码 反码 补码 转的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章