整數在計算中的儲存和運算

2021-06-25 09:40:40 字數 1626 閱讀 5581

整數的第一位表示符號位。

1 正整數

正整數在計算機中直接用它的二進位制儲存,例如:

short s = 3;
3 = 2^1 + 2^0

短整型一般為2個位元組,即16位,它的對應的儲存方式為:

0 000 0011

所以,短整型的表示範圍為:-2^15  ~ +2^15

0是個特例,它有兩種表示方式:

1 000 0000

0 000 0000

所以,短整型一共只有2^16 - 1 個數。

再看整型,整型的儲存為4個位元組,32位

int i = 7;
7 = 2^2 + 2^1 + 2^0

即:0 000 0000 0000 0111

為了表述簡單,以下統一用short型。

2 負整數

在說負數之前先說兩個概念:

原碼:符號位加二進位制;

反碼:正數為本身,負數符號位加二進位製取反(即0變為1,1變為0);

補碼:正數為本身,負數未取反加一;

例如:原碼:

10 = 2^3 + 2^1:0 000 1100

-10:1 000 1100

反碼:10 :0 000 1100

-10:1 111 0011

補碼:10:0 000 1100

-10:1 111 0100

計算機中,資料統一用補碼的方式來儲存和表示。

例如:-5

原碼:1 000 1001

反碼:1 111 0110

補碼:1 111 0111

它的儲存方式即:1 111 0111

例如:0

0有兩種表示方法,即+0和-0;

原碼:1 000 0000

0 000 0000

反碼:1 000 0000

0 111 1111 

補碼:1 000 0000

1 000 0000 

所以0在計算中的表示方法也是唯一的,+0和-0最終都是1 000 0000

3 整數之間的運算

實際上計算機只會做一種運算:加法運算

乘法:加法,重複做加法

除法:減法,重複做減法

所以,我們來研究一下加法運算。計算機中資料的表示和存放方式都是以補碼的形式,

計算的時候也是用補碼來進行運算,結果也是補碼。表示方式中符號位不參與運算,運算中符號位也參入。

首先看正數,例如:1 +  2

1:0 000 0001

2:0 000 0010

0 000 0011

結果為:0 000 0011,十進位制3

再看正數與負數,也是減法運算,例如:1 - 2 = 1 +(-2)

1: 0 000 0001

-2:1 111 1110

1 111 1111

結果為:1 111 1111

負數由補碼求原碼的方式:減一取反

例如,上述結果:

補碼:1 111 1111

反碼:1 111 1110

原碼:1 000 0001 即 十進位制的-1

就到這裡吧,接下來會看看浮點數,上班去咯。

#高位的0都去掉

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