二进制负数相加主要通过补码表示法实现,具体步骤如下:
一、核心原理
补码表示法 负数以补码形式存储,计算时无需区分正负号。补码由原码取反加1得到,符号位为1表示负数。
加法运算规则
直接按位相加,包括符号位,最后舍弃进位(溢出部分)即可得到正确结果。
二、具体步骤
转换为补码
- 取原码(符号位为1,其余位取反)。
- 对取反后的结果加1,得到补码。
执行加法运算
- 将两个负数的补码按位相加,包括符号位。
- 舍弃最高位的进位(溢出部分),保留其余位作为结果。
三、示例说明
以两个8位二进制数相加为例:
-5: 原码 `101` → 反码 `010` → 补码 `011` -3
相加过程:
```
011
+ 0101
1010
```
结果为 `1010`,即十进制的 `-8`(符号位为1,其余位为 `010`)。
四、注意事项
溢出处理:在固定位数(如8位)下,最高位进位会被舍弃,不会影响结果正确性。
适用性:补码法适用于所有二进制加法运算,包括负数与负数、负数与正数、正数与正数。
通过补码表示法,二进制负数加法简化为统一加法运算,避免了符号位处理的复杂性,是计算机硬件实现的基础。