二进制补码运算主要分为加法和减法两种情况,其核心规则是统一符号位处理,简化计算。以下是具体运算方法:
一、加法运算
规则:
[
[A]_{text{补}} + [B]_{text{补}} = [A+B]_{text{补}} mod 2^{n+1}
]
(其中 ( n ) 为位数,符号位也参与运算)
示例:
- 计算 (-5 + 3):
[
begin{align*}
& [ -5]_{text{补}} = 11111011
& [ 3]_{text{补}} = 00000011
& [ -5 + 3]_{text{补}} = 11111011 + 00000011 = 11111110 mod 2^8 = 1010_2 = -2
end{align*}
]
(结果为 (-2),符合预期)
二、减法运算
规则:
[
[A - B]_{text{补}} = [A]_{text{补}} + [-B]_{text{补}} mod 2^{n+1}
]
(需先求 (-B) 的补码)
示例:
- 计算 (-5 - 3):
[
begin{align*}
& [ -5]_{text{补}} = 11111011
& [ -3]_{text{补}} = 11111011 text{(因为 } 3 text{ 的补码为 } 00000011 text{,取反加一后符号位为1)}
& [ -5 - 3]_{text{补}} = 11111011 + 11111011 = 11111010 mod 2^8 = 1010_2 = -8
end{align*}
]
(结果为 (-8),符合预期)
三、关键要点
符号位处理:
加法和减法均需考虑符号位,统一按二进制补码规则运算,避免混淆数制与码制。2. 溢出处理:加法运算中,若结果超出位数范围(如8位),需取模 (2^{n+1}) 丢弃溢出位。3. 负数补码求法:先取绝对值原码按位取反,再加1(符号位保持为1)。通过以上规则,二进制补码运算可简化计算机中的加减法操作,实现统一处理正负数。