负数十进制转换为二进制需要使用 补码表示法,具体步骤如下:
一、补码表示法原理
原码:
最高位为符号位(0表示正数,1表示负数),其余位表示数值大小。例如,+3的原码为 `0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011`,-3的原码为 `1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011`。
反码:
将原码除符号位外,其余位取反(0变1,1变0)。例如,-3的反码为 `1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100`。
补码:
反码加1。例如,-3的补码为 `1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101`(即 `0xFFFF`)。
二、转换步骤(以-12为例)
转换为正数的二进制 先将-12的绝对值12转换为二进制:
$$12_{10} = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100_2$$。
求反
将上述二进制数按位取反:
$$text{反码} = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0011_2$$。
加1
反码加1得到补码:
$$text{补码} = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0100_2$$(即十进制的-12)。
三、注意事项
位数选择: 通常使用固定位数(如32位或16位),不足部分补零。例如,-5在32位系统中表示为 `1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011`。特殊值处理
- -0: 原码为 `0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000`,反码为 `1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111`,补码仍为 `1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111`。 - 溢出处理
四、示例总结
| 十进制 | 原码| 反码| 补码|
|--------|---------------------|---------------------|---------------------|
| -12 | 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0