计算机中的二进制补码如何运算?

如题所述

二进制补码的运算法则是0+0=0,向前进位为0;1+1=0,向前进位为1;1+0=1向前进位为0。运算结果如果最高位为零,则结果为正,最高位为一,结果为负。补码运算的结果仍然是补码。

1、二进制补码的计算方法:

二进制的补码计算非常简单,各种教材中也经常使用二进制来说明源码、反码与补码三者的关系,掌握一定基础的人都知道一下规则:

(1)原码。

最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。

例如:X=0b11(3),四比特表示原码=0011(3);

X=-0b11(-3),四比特表示原码=1011(11);

(2)反码。

最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。正数的反码等于本身,负数的反码除符号位外,各位取反。

例如:X=0b11(3),四比特表示原码=0011(3),对应反码为=0011(3);

X=-0b11(-3),四比特表示原码=1011(11),对应反码为=1100(12);

(3)补码。

最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。

正数的补码等于本身,负数的补码等于反码+1:

例如:X=0b11(3),四比特表示原码=0011(3),对应反码为=0011(3),补码为=0011(3);

X=-0b11(-3),四比特表示原码=1011(11),对应反码为=1100(12),补码为1101(13);

2、十进制补码的计算方法:

对于十进制数来说,通过前面的性质不难得到正十进制数补码等于其本身,对于负十进制数来说如果还按位进行运算就太麻烦了!为了讲明白,我们从补码的起因说起:

“反码加一”只是补码所具有的一个性质,不能被定义成补码。负数的补码,是能够和其相反数相加通过溢出从而使计算机内计算结果变为0的二进制码。这是补码设计的初衷,具体目标就是让1+(-1)=0,这利用原码是无法得到的:

0001(1)+1001(-1)=1010(-2)。

而在补码中:

0001(1补)+1111(-1补)=10000(1溢出)。

所以对于一个n位的负数-X,有如下关系:X补+(-X)补=100...0=2n。

所以假设寄存器是n位的,那么-X的补码,应该是2n−X的二进制编码。



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