为什么计算机内存数值存储方式是补码?
1. 原码2. 反码3. 补码4. 补码的意义
首先我们得先把源码、反码、补码的概念搞清楚,然后对比三码的区别,再总结为什么计算机内存数值存储方式是补码。
1. 原码
一个数的原码(原始的二进制码)有如下特点:
最高位做为符号位,0表示正,为1表示负其它数值部分就是数值本身绝对值的二进制数负数的原码是在其绝对值的基础上,最高位变为1
下面数值以1字节的大小描述:
十进制数原码+150000 1111-151000 1111+00000 0000-01000 0000
原码表示法简单易懂,与带符号数本身转换方便,只要符号还原即可,但当两个正数相减或不同符号数相加时,必须比较两个数哪个绝对值大,才能决定谁减谁,才能确定结果是正还是负,所以原码不便于加减运算。
2. 反码
对于正数,反码与原码相同对于负数,符号位不变,其它部分取反(1变0,0变1)
十进制数反码+150000 1111-151111 0000+00000 0000-01111 1111
反码运算也不方便,通常用来作为求补码的中间过渡。
3. 补码
补码特点:
对于正数,原码、反码、补码相同对于负数,其补码为它的反码加1补码符号位不动,其他位求反,最后整个数加1,得到原码
十进制数补码+150000 1111-151111 0001+00000 0000-00000 0000
4. 补码的意义
示例1:用8位二进制数分别表示+0和-0
十进制数原码+00000 0000-01000 0000
十进制数反码+00000 0000-01111 1111
不管以原码方式存储,还是以反码方式存储,0也有两种表示形式。为什么同样一个0有两种不同的表示方法呢? 但是如果以补码方式存储,补码统一了零的编码:
十进制数补码+00000 0000-010000 0000 由于只用8位描述,最高位1丢弃,变为0000 0000
示例2:计算9-6的结果 以原码方式相加:
十进制数原码90000 1001-61000 0110
结果为-15,不正确。 以补码方式相加:
十进制数补码90000 1001-61111 1010
最高位的1溢出,剩余8位二进制表示的是3,正确。
在计算机系统中,数值一律用补码来存储,主要原因是:
统一了零的编码将符号位和其它位统一处理将减法运算转变为加法运算两个用补码表示的数相加时,如果最高位(符号位)有进位,则进位被舍弃