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二进制怎么表示范围

发布时间:2025-05-07 06:07:28

二进制数的表示范围取决于其位数以及是否为有符号数。以下是具体说明:

一、无符号数表示范围

二进制怎么表示范围

位数与最大值:无符号数的最高位为数值位,其余为符号位。$n$位无符号数可表示的范围是 $0$ 到 $2^n - 1$。

示例

8位无符号数:$00000000$ 到 $11111111$(即 $0$ 到 $255$)

16位无符号数:$0000000000000000$ 到 $1111111111111111$(即 $0$ 到 $65535$)

二、有符号数表示范围

有符号数需通过补码形式表示,范围为 $-2^{n-1}$ 到 $2^{n-1} - 1$。

公式:$-2^{n-1}$ 到 $2^{n-1} - 1$

二进制怎么表示范围

示例

8位有符号数:$-128$ 到 $127$(补码表示,其中 $-128$ 的补码为 $10000000$)

16位有符号数:$-32768$ 到 $32767$(补码表示)

三、特殊说明

补码表示:

计算机内部普遍采用补码表示负数,补码计算规则为“符号位取反加一”。例如,$-1$ 的补码为 $11111111$

符号位的作用:

最高位为符号位(0表示正数,1表示负数),其余位表示数值

负零的表示:

补码系统中不存在“-0”,$-0$ 与 $0$ 表示相同数值

二进制怎么表示范围

四、扩展说明

二进制位数与十进制转换:$n$位二进制数可表示 $2^n$ 个不同数值(包括负数)。例如,16位二进制数可表示 $-32768$ 到 $32767$ 的有符号整数

应用场景:无符号数适用于非负整数(如颜色代码、索引等),有符号数用于一般整数运算

通过以上规则,可灵活确定二进制数的表示范围。

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