二进制溢出的判断方法主要分为以下两种情况,适用于有符号整数的加减运算:
一、单符号位判断法(适用于加法)
符号位一致性 只有当两个操作数符号位相同时(均为正或均为负),结果才可能不溢出。若符号位不同(一正一负),则必然溢出。
进位标志位冲突
计算结果符号位与操作数符号位不同,或最高位进位与次高位进位相同时,表示溢出。例如:
- 正数加正数结果为负数(符号位冲突);
- 正数加负数结果为正数(最高位与次高位进位相同)。
二、双符号位判断法(适用于加法和减法)
符号位扩展
将操作数符号位扩展为两位(最高两位),通过比较扩展后的符号位与结果符号位判断溢出。 - 无溢出:`Ss = 00` 或 `Ss = 11`;
- 正溢:`Ss = 01`;
- 负溢:`Ss = 10`。
减法处理
减法可转化为加法(被减数取反加1),同样适用上述方法判断溢出。
三、通用判断条件
无论采用哪种方法,核心都是检查符号位的一致性或扩展后的符号位冲突。例如:
两个正数相加结果为负数(符号位冲突);
两个负数相加结果为正数(最高位与次高位进位相同)。
示例
以8位补码为例:
`5 + 6 = 11`(无溢出):符号位均为0,结果符号位也为0;
`5 + (-6) = -1`(无溢出):符号位均为1,结果符号位也为1;
`5 + 7 = 16`(正溢):符号位0与结果符号位1冲突;
`5 + (-7) = -2`(负溢):符号位1与最高位进位1冲突。
总结:
优先使用双符号位方法,因为它能同时处理加法和减法,并且通过扩展符号位更直观地判断溢出。单符号位方法仅适用于加法场景。