Java为什么使用补码进行计算的原因分析

我们主要要解决的问题就是负数的表示，而众所周知，绝对值相等的两个正负数之和为0。

假设我们有正数 0000 0000 0000 1111，我们如何表示其相反数呢？一般我们的思路是，找一个数，跟它相加的结果等于0，但是我们发现，要找出一个与它相加后结果等于0的数还是要略加思考一下的（因为要计算进位），所以，为何不找出一个与它相加后结果是1111 1111 1111 1111的数，然后该数+1即是我们所要的答案啦。

于是，很容易的， 0000 0000 0000 1111 + 1111 1111 1111 0000 + 1 = 1111 1111 1111 1111 + 1 = （1）0000 0000 0000 0000

一目了然，1111 1111 1111 0001 就是我们想要的答案了，那么我们是怎么得到这个相反数的呢？

首先，找出一个数与它加起来结果是全1的，这个数便是它的反码，然后这个数再加1，这便是它的相反数了，也是我们说的补码。

我们检验一下0的情况，0000 + 1111 + 1 =（1）0000，其中1111 + 1 = （1）0000 = 0000，即+0和-0的二进制表示均为0000。

一个小小的例子解释了为何补码需要原码取反之后再加1，是不是很神奇？

补充知识：java 原码、反码、补码计算 以及 取反(~)运算

1. 原码、反码、补码：

(1)在Java中，所有数据的表示方式都是以补码形式来表示

(2)正数：原码、反码、补码相同

(3)负数：符号位为1，其余各位是对原码取反，然后整个数加1

(4)~按位取反（反码加1称为补码。）步骤就是先求出这个数（因为java存的数是补码）的原码，然后对原码取反得到X，这个X就是我们要求的那个数的补码

2. 取反(~)运算

（1）n=37 ，二进制数就是 100101

因为在Java中，所有数据的表示方式都是以补码形式来表示，如果没有特别的说明，Java 中的数据类型默认为int，int数据类型的长度为4个字节，就是32bit的意思，因此，n=100101的原码=补码（因为是正数，所以原=补=反）运算过程就是：

原码：00000000 00000000 00000000 00100101 ＝37

~n（对n的原码） 取反运算得： 11111111 11111111 11111111 11011010 很明显，最高位是1，意思是取反后的数字为负数，负数的补码是其绝对值的原码取反，末尾再加1，因此，我们可将这个二进制数的补码进行还原：

首先，末尾减1得反码：11111111 11111111 11111111 11011001

其次，将各位取反得原码：00000000 00000000 00000000 00100110 这个就是~n的绝对值形式，|~n|=38 ，

所以，~n＝－38，这个就是Java虚拟机的运算结果

（2）n= - 4， 取反 （~-4）。注意：Java中，所有数据的表示方式都是以补码形式

补码：10000000 00000000 00000000 00000100 （java所有数据的表示方式都是以补码形式，所以把-4用二进制表现出来就是某个数的补码，只是我们看到的是-4）

反码：10000000 00000000 00000000 00000011

原码：11111111 11111111 11111111 11111100

对原码取反：00000000 00000000 00000000 00000011 （3）

因为是正数，所以补码等于原码等于反码= 3，所以~-4 = 3

以上这篇Java为什么使用补码进行计算的原因分析就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持我们。

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