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2020
09-23

C语言 数据存储方式知识点详解

C语言 数据存储方式

一、源码

一个数的原码(原始的二进制码)有如下特点:

  • 最高位做为符号位,0表示正,为1表示负
  • 其它数值部分就是数值本身绝对值的二进制数
  • 负数的原码是在其绝对值的基础上,最高位变为1

下面数值以1字节的大小描述:

十进制数

原码

+15

0000 1111

-15

1000 1111

+0

0000 0000

-0

1000 0000

注:原码表示法简单易懂,与带符号数本身转换方便,只要符号还原即可,但当两个正数相减或不同符号数相加时,必须比较两个数哪个绝对值大,才能决定谁减谁,才能确定结果是正还是负,所以原码不便于加减运算。

二、反码

对于正数,反码与原码相同

对于负数,符号位不变,其它部分取反(1变0,0变1)

十进制数

反码

+15

0000 1111

-15

1111 0000

+0

0000 0000

-0

1111 1111

注:反码运算也不方便,通常用来作为求补码的中间过渡。

三、补码

1、补码说明

在计算机系统中,数值一律用补码来存储。

补码特点:

  • 对于正数,原码、反码、补码相同
  • 对于负数,其补码为它的反码加1
  • 补码符号位不动,其他位求反,最后整个数加1,得到原码

十进制数

补码

+15

0000 1111

-15

1111 0001

+0

0000 0000

-0

0000 0000

2、补码的意义
在计算机系统中,数值一律用补码来存储,主要原因是:

统一了零的编码

将符号位和其它位统一处理

将减法运算转变为加法运算

两个用补码表示的数相加时,如果最高位(符号位)有进位,则进位被舍弃

示例:用8位二进制数分别表示+0和-0

十进制数

原码

+0

0000 0000

-0

1000 0000

十进制数

反码

+0

0000 0000

-0

1111 1111

说明:不管以原码方式存储,还是以反码方式存储,0也有两种表示形式。但是如果以补码方式存储,补码统一了零的编码:

十进制数

补码

+0

 0000 0000

-0

10000 0000由于只用8位描述,最高位1丢弃,变为0000 0000

四、案例演示

模拟计算机运算

1) 76 - 32

计算机算法:76+(-32)

2) 76

源码:0100 1100

反码:0100 1100

补码:0100 1100

3) -32

源码:1010 0000

反码:1101 1111

补码:1110 0000

4) 相加

1110 0000

0100 1100

5) 验算

结果:1 0010 1100

舍弃补码:0010 1100

结果补码:0010 1100

反码:0010 1100

转换源码:0010 1100

注:由于舍弃补码0为正数,则转换源码与补码相同。

6) 结果:44

注意事项:

1、符号位 正数:0

2、符号位 负数:1

3、补码计算结果,符号位超出大小限制则省略符号位

4、补码结果:开头数字是1时、根据负数规则转为源码、开头0是为正数转换

5、正数:源码、反码、补码、相同

6、负数源码转反码:符号不变,其他位0变为1、1变为0

7、负数反码转补码:反码的结果之上加1

8、加完或减完结果 不能大于或小于负的127

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