二进制中负数的表示采用 补码形式,其计算规则如下:
一、补码的定义与作用
符号位表示 二进制数的最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。
补码计算步骤
- 原码: 直接将正数的二进制表示作为原码(符号位为0)。 - 反码
- 补码:在反码的基础上加1。
二、具体计算示例
正数转补码 例如,+5的二进制表示为 `0000 0101`,其补码与原码相同,仍为 `0000 0101`。
负数转补码
例如,-5的计算过程如下:
- 正数5的二进制为 `0000 0101`
- 取反后为 `1111 1010`
- 补码为 `1111 1011` 。
三、特殊说明
-1的补码
正数1的二进制为 `0000 0001`
取反后为 `1111 1110`
补码为 `1111 1111`,这是计算机中-1的标准表示。
溢出与截断
若直接对有符号数进行算术运算,需注意补码的边界条件,避免溢出或截断。
四、应用场景
补码表示法的主要优点是:
简化运算: 加法运算统一为加法,无需单独处理负数; 硬件实现
通过以上规则,二进制负数可高效表示及运算,是计算机系统的基础机制之一。