原码、反码和补码的转换及表示范围

数字在机器中存储都是用二进制来存储的,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,最高位均代表符号位,1-负数,0-正数。

一、原码、反码和补码的转换

1.原码

一个数的原码就是该数直接转换成二进制得到的数字,第一位是符号位。

2.反码

正数的反码是自己本身;负数的反码是原码除符号位不动,其他所有位按位取反。

3.补码

正数的补码是自己本身;负数的补码是反码加一得到的(运算时包括符号位)。

故,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。

举例:

计算机存储并计算8-5,因为CPU只有加法器,故要将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,转化为十进制就是3。

所以,数据在计算机中以补码的形式表示和储存,补码的出现也更加便于计算。

二、原码、反码和补码的表示范围

一般计算机字长32位,即用32位二进制表示数:

原码:-[2^(n-1)-1] ~ 2^(n-1) - 1

反码:-[2^(n-1)-1] ~ 2^(n-1) - 1

补码:-2^(n-1) ~ 2^(n-1) - 1

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