📜  有符号幅度和 2 的补码之间的差异(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:40:18.108000             🧑  作者: Mango

有符号幅度和2的补码之间的差异

在计算机中,数值通常使用二进制表示。对于有符号数来说,最高位表示符号位,0表示正数,1表示负数。

当使用2的补码来表示有符号数时,正数的补码与原码相同,而负数的补码是其绝对值的二进制补码取反再加1。这样做的好处是,加法和减法可以在补码上直接进行。

有符号数的幅度是指它可以表示的最大绝对值,例如8位二进制有符号数的幅度为127。当计算机对超过幅度的数进行运算时,会发生溢出。

有符号幅度和2的补码之间的差异,主要体现在这两者的表示范围上。对于8位的二进制有符号数来说,幅度为127,而2的补码可以表示范围为-128到127。因此,2的补码可以表示比有符号幅度多一个数值范围的数据。

在编程中,需要注意有符号幅度和2的补码的差异,避免出现溢出或错误的结果。

以下是一个Java代码片段,用于演示有符号幅度和2的补码之间的差异:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        byte a = 127; // 有符号幅度为127,最大值为127
        byte b = (byte) (a + 1); // 超过幅度,发生溢出,b的值为-128
        byte c = -128; // 2的补码可以表示-128,但有符号幅度不行
        byte d = (byte) (c - 1); // 超过幅度,发生溢出,d的值为127
        System.out.println(b);
        System.out.println(d);
    }
}

以上代码演示了当有符号幅度为127时,超过幅度会发生溢出的情况;而2的补码可以表示-128,因此当计算-128-1时,会得到127的结果。这是因为-128的绝对值是128,它的补码是10000000,取反加1得到它本身。在进行减法运算时,计算机会将减数的补码取反加1,然后与被减数的补码做加法运算。因此,在计算-128-1时,实际上是计算它们的补码相加:10000000 + 11111111 + 1 = 11111111,即-1的补码。再将-1的补码转换为原码,得到127。