负数在计算机中采用 二进制补码表示法,通过符号位和数值位的组合实现负数的存储与运算。以下是具体说明:
一、核心概念
符号位 二进制数最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。例如,8位二进制数`1000 0000`表示-128。
补码表示法
负数的二进制表示通过以下步骤生成:
- 原码: 直接将负数的绝对值转换为二进制(如-5的原码为`00000101`); - 反码
- 补码:反码加1(如-5的补码为`11111011`)。
二、优势与特点
统一运算 补码使得加法和减法可以统一处理,无需区分正负数,简化了硬件设计。
简化溢出处理
采用补码后,溢出检测更直观,正数溢出与负数下溢表现一致。
三、应用场景
计算机底层: 所有有符号整数(如Java的`int`类型)均采用补码表示; 算术运算
四、示例
以8位二进制为例:
5:`00000101`
-5:`11111011`(补码形式)。
通过补码表示法,计算机能够高效、统一地处理正负数,是现代计算机体系结构的基础之一。