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彻底弄清补码加减法运算,正数、负数位移运算原理

2024-05-29 15:37| 来源: 网络整理| 查看: 265

前言 所有的运算都是补码运算。正数的补码是其本身 负数补码的计算方式:

由原码到补码:原码除符号位以外全部取反得到反码,再加1得到补码。(取反区别于~按位取反运算符,按位取反运算符是包括符号位在内全部取反) 由补码到原码:亦为除符号位以外取反加1,需注意,若补码为正,此时原码和其本身相等,无需取反加1,若不理解,请阅读下文加法例子。

例如(为方便清晰本文以 8bit 类型为例): -3 的原码:1000 0011 -3 的反码:1111 1100 -3 的补码:1111 1101

两个不同情况的加法例子:

例1:-3 + 2 2 的补码为其本身: 0000 0010 -3 的补码为:           1111 1101 两者相加所得补码 :1111 1111 此时补码为负,除符号位取反加1得到原码:1000 0001,即 -1

例2: -3 + 5 5 的补码:          0000 0101 -3 的补码:         1111 1101 相加所得补码:1 0000 0010 左边 1 溢出范围,舍去:0000 0010 此时补码为正,原码和补码相等,原码亦为:0000 0010,即 2

减法

为了方便与效率,计算机统一做加法,不会做减法,减去一个数即为加上这个数的负数。

例如:5 - 6,会被处理为 5 + (-6),按照以上加法规则运算。

正数位移运算

正数位移较为简单,满足以下规则:

高位补 0低位补 0

例如 5 >> 1:0000 0101 -> 0000 0010 (2) 5 0000 1010 (10) (加粗的 0 是补上的,下面的例子也一样)

整体表现为: 右移 x 位代表除以 2x,向下取整 左移 x 位代表乘以 2x。

负数位移运算

负数位移稍为特殊,满足以下规则:

高位补 1低位补 0符号位不动

右移例子: -15 >> 2: -15 的原码:1 000 1111 补码:          1 111 0001 右移一次:   1 111 1000(此时为 -8 的补码) 右移第二次:1 111 1100 求得原码:    1 000 0100,即为 -4

左移例子: -15



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