关于二进制中带符号数的表示和运算,综合相关信息整理如下:
一、带符号二进制数的表示方法
- 正数:符号位为0,其余位表示数值,例如+5的原码为`0000 0101`(8位表示)
- 负数:符号位为1,其余位为数值的绝对值按位取反,例如-5的原码为`1000 0101`
反码表示
- 正数与原码相同
- 负数:符号位保持为1,其余位按位取反,例如-5的反码为`1111 1010`
补码表示
- 正数与原码相同
- 负数:符号位为1,其余位按位取反后加1,例如-5的补码为`1000 0101`(原码取反加1)
二、常见操作示例
按位取反(~)
- 正数:符号位不变,其余位取反,例如`~5`(5的二进制`0000 0101`)结果为`1111 1010`
- 负数:符号位保持为1,其余位取反后加1,例如`~(-5)`结果为`1000 0001`(即-4)
补码加法
- 例如计算`-3 + 5`:
- -3的补码为`1000 0011`
- 5的补码为`0000 0101`
- 直接相加得`1000 0100`,即-4(符号位1表示负数)
三、注意事项
符号位的作用: 最高位为符号位,0表示正数,1表示负数 运算规则
工具支持:部分编程语言(如C++)提供内置函数处理有符号数运算,例如`~2`直接得到-3
通过以上方法,二进制数可有效表示带符号信息,并支持基本运算。