• (转载)看C语言编码转换负数的二进制表示方法


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    今天在看C语言编码转换时,既然对负数的二进制表示有些遗忘,查了下网上的资料,他们说的是个P!误人子弟!和大家讨论了下,贴出来已备在此遗忘:

    假设有一个 int 类型的数,值为5,那么,我们知道它在计算机中表示为:

    00000000 00000000 00000000 00000101

    5转换成二制是101,不过int类型的数占用4字节(32位),所以前面填了一堆0。

    现在想知道,-5在计算机中如何表示?

     

    在计算机中,负数以原码的补码形式表达。

    什么叫补码呢?这得从原码,反码说起。

     

    原码:一个正数,按照绝对值大小转换成的二进制数;一个负数按照绝对值大小转换成的二进制数,然后最高位补1,称为原码。

    比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原码。

              10000000 00000000 00000000 00000101 是 -5的 原码。

     

    反码:正数的反码与原码相同,负数的反码为对该数的原码除符号位外各位取反。

    取反操作指:原为1,得0;原为0,得1。(1变0; 0变1)

    比如:正数00000000 00000000 00000000 00000101 的反码还是 00000000 00000000 00000000 00000101

    负数10000000 00000000 00000000 00000101每一位取反(除符号位),得11111111 11111111 11111111 11111010。

    称:11111111 11111111 11111111 11111010 是 10000000 00000000 00000000 00000101 的反码。

    反码是相互的,所以也可称:

    10000000 00000000 00000000 00000101 和 11111111 11111111 11111111 11111010互为反码。

     

    补码:正数的补码与原码相同,负数的补码为对该数的原码除符号位外各位取反,然后在最后一位加1.

    比如:10000000 00000000 00000000 00000101 的反码是:11111111 11111111 11111111 11111010。

    那么,补码为:

    11111111 11111111 11111111 11111010 + 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011


    所以,-5 在计算机中表达为:11111111 11111111 11111111 11111011。转换为十六进制:0xFFFFFFFB。


    再举一例,我们来看整数-1在计算机中如何表示。

    假设这也是一个int类型,那么:


    1、得原码:10000000 00000000 00000000 00000001

    2、得反码:11111111 11111111 11111111 11111110(除符号位按位取反)

    3、得补码:11111111 11111111 11111111 11111111


    可见,-1在计算机里用二进制表达就是全1。16进制为:0xFFFFFF

    主要知识点:

    (1)正数的反码和补码都与原码相同。
    (2)而负数的反码为对该数的原码除符号位外各位取反,
    负数的补码为对该数的原码除符号位外各位取反,然后在最后一位加1。

    下面是书上原文:

    原码表示法规定:用符号位和数值表示带符号数,正数的符号位用“0”表示,负数的符号位用“1”表示,数值部分用二进制形式表示。
    反码表示法规定:正数的反码与原码相同,负数的反码为对该数的原码除符号位外各位取反。
    补码表示法规定:正数的补码与原码相同,负数的补码为对该数的原码除符号位外各位取反,然后在最后一位加1.
    正零和负零的补码相同,[+0]补=[-0]补=0000 0000B

     


    例子:

        unsigned char un_ch = 0xf7;
        char ch = un_ch;

        printf("%d\n", ch);

    这里我们取得了ch的补码=1111 0111。

    补码:1111 0111

    反码:1111 0110

    源码:1000 1001(除符号位外,其他的位都对反码进行取反)

    现在进行判断符号位为1,则表示负,然后1001表示9,最终得出ch为-9。

    这个过程和求-9在计算中的表示是一个逆过程。

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int main(int argc, char** argv)
    {
        unsigned char un_ch = 0xf7;
        char ch = un_ch;
        int number1 = ch;  // 符号位会进行扩展
      int number2 = un_ch;  // 符号位不会进行扩展
    
        printf("%d\n", ch);
        printf("%d\n", number1);
        printf("%d\n", number2);
    
        return 0;
    }

    程序输出:

    -9

    -9

    247

    详见“基于C语言char与unsigned char的区别介绍”,将会详细unsigned char和char的区别。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Robotke1/p/3074952.html
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