二进制负数表示
补码的最小负数
二进制负数表示,是一种使用补码(数值+1取反)来表示负数,以及数据存储与计算的方法:
1、补码:计算机里,数据存储时都采用了补码的方式,这种存储方式可以将正负数统一表示成一种字长,同时也保持了标准的移位等数学运算方法,提高了代码对各种类型数据处理的灵活性。
2、补码负数表示:二进制负数使用补码的方式进行表示,符号位确定正负(0为正,1为负),并将原码左移一位,补码由除符号位以外的其他位的反码+1来构成,使用补码这种存储方式可以保证计算机统一处理正负数,同时减少正数和负数的区分,简化操作,提高计算速度。
3、负数反码:负数反码指的是将二进制数字取反,另一种表示方法,也就是将1变成0,将0变成1,负数反码比补码简单,它只要求反码再加1,不需要任何进位处理。
4、原码:原码指的是负数的二进制表示,取反后(将1变成0,0变成1),最高位变成“1”,表示这是一个负数,原码和补码有明显的差别,当原码遇到最高位是”1“时,表示这是一个负数。
5、补码安全:使用补码表示正负号时,会避免0符号取反,保证左右移位都不会出错,此外补码还能简化相加减运算,对逻辑运算符如“或”“与”也有用。
6、右移:二进制补码右移操作,是将二进制位数,向右移动指定的位数,以减小数值大小,反码最低位补1,补码最低位补0,左移操作的话,数值会增大,而原码左移时,保留最高位的正负号。
7、上溢:当发生右移或减法操作时,可能出现上溢的状况,即最低位的补码有可能正负号有变化,在此种情况下会出现错误,必须进行容错处理,否则会影像表示的精度和稳定性。
8、下溢:二进制补码左移操作,也有可能引发下溢的情况,这是因为补码最低位溢出,而且改变了存储值的正负号,为了避免这种溢出,一般使用位反码形式来表示负数,这样可以消除正负号的差异。
总之,二进制负数表示是计算机里最常用的负数表示方法,通过采用补码的形式,统一正负数的处理,使代码更加具有灵活性,可以保证精度和稳定性,而在右移和左移操作时,也要预先判断是否存在溢出,保证计算结果的正确性。

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