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原碼:將一個整數,轉換成二進位,就是其原碼。
如單位元組的5的原碼為:0000 0101;-5的原碼為1000 0101。
反碼:正數的反碼就是其原碼;負數的反碼是將原碼中,除符號位以外,每一位取反。
如單位元組的5的反碼為:0000 0101;-5的反碼為1111 1010。
補碼:正數的補碼就是其原碼;負數的反碼+1就是補碼。
如單位元組的5的補碼為:0000 0101;-5的原碼為1111 1011。
在電腦中,正數是直接用原碼錶示的,如單位元組5,在電腦中就表示為:0000 0101。
負數用補碼錶示,如單位元組-5,在電腦中表示為1111 1011。
這兒就有一個問題,為什麼在電腦中,負數用補碼錶示呢?為什麼不直接用原碼錶示?如單位元組-5:1000 0101。
我想從軟體上考慮,原因有兩個
1、表示範圍
拿單位元組整數來說,無符號型,其表示範圍是[0,255],總共表示了256個資料。有符號型,其表示範圍是[-128,127]。
先看無符號,0表示為0000 0000,255表示為1111 1111,剛好滿足了要求,可以表示256個資料。
再看有符號的,若是用原碼錶示,0表示為0000 000。因為咱們有符號,所以應該也有個負0(雖然它還是0):1000 0000。
那我們看看這樣還能夠滿足我們的要求,表示256個資料嗎?
正數,沒問題,127是0111 1111,1是0000 0001,當然其它的應該也沒有問題。
負數呢,-1是1000 0001,那麼把負號去掉,最大的數是111 1111,也就是127,所以負數中最小能表示的資料是-127。
這樣似乎不太對勁,該如何去表示-128?貌似直接用原碼無法表示,而我們卻有兩個0。
如果我們把其中的一個0指定為-128,不行嗎?這也是一個想法,不過有兩個問題:一是它與-127的跨度過大;二是在用硬體進行運算時不方便。
所以,電腦中,負數是採用補碼錶示。
如 單位元組-1,原碼為1000 0001,反碼為1111 1110,補碼為1111 1111,電腦中的單位元組-1就表示為1111 1111。
單位元組-127,原碼是1111 1111,反碼1000 0000,補碼是1000 0001,電腦中單位元組-127表示為1000 0001。
單位元組-128,原碼貌似表示不出來,除了符號為,最大的數只能是127了,其在電腦中的表示為1000 0000。
原碼、反碼、補碼,電腦中負數的表示