计算机编码知识

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本文了解计算机编码基础知识

什么是机器码 (原码)？

  • 一个数在计算机中的表示形式是二进制，这个数其实就叫机器数
  • 机器数是带符号的，在计算机用一个数的最高位存放符号，正数为 0， 负数为 1。比如，十进制中的数 +7 ，计算机字长为 8 位，转换成二进制就是 00000111。如果是 -7 ，就是 10000111

什么是反码？

  • 原码除最高位其余位取反，规定：正数的反码和原码相同，负数的反码是原码除了符号位，其余为都取反
  • 如： -1 的原码为 1 0000001 ，反码为 1 1111110

什么是补码？

  • 整数的补码是其本身，负数的补码为其反码加一 ，所以，负数转化为反码需两个步骤， 第一，先转化为反码，第二： 把反码加
  • 如： -1 的反码为 1 1111110，则补码为 1111 1111

为什么要区分原码、反码、补码？

  • 用补码存储，在计算的时候，如果是减法，可以把减法看成加法

  • 数值 1 的二进制是 0000 0001，如果直接使用加法、减法有以下结果

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    0000 0001
    +   0000 0001
    —————————
    	0000 0010    ……………… 2 

    	0000 0001
    -   0000 0001
    —————————
    	 1000 0010    ……………… -2

  • 为了避免减法错误，使反码 将减法操作替换为加法操作，结果如下

    1
    2
    3
    4
    0000 0001
    +   1111 1110
    —————————
    	1111 1111    ……………… 再转化为原码就是 1000 0000 = -0

  • 反码带来另一个问题是出现 - 0，为了避免这个问题，使补码 ，结果如下

    1
    2
    3
    4
    0000 0001
    +   1111 1111
    —————————
      1 0000 0000    ……………… 由于 char 为 8 位，最高位 1 被丢弃结果为 0 ，运算正确