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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