在计算机中,为了表示有符号整数(即正数和负数),通常采用二进制补码表示法。二进制补码不仅可以表示负数,还能简化计算机的加法和减法运算。接下来,我们将介绍二进制补码的概念及其计算方法。
在讨论补码之前,我们先了解一下原码和反码的概念。
原码:直接将一个有符号整数转换为二进制数,最高位表示符号(0 代表正数,1 代表负数)。例如:+5
的原码为 00000101
,-5
的原码为 10000101
。
反码:对于正数,其反码与原码相同;对于负数,除符号位外,其余位取反(0 变为 1,1 变为 0)。例如:+5
的反码为 00000101
,-5
的反码为 11111010
。
补码:对于正数,其补码与原码相同;对于负数,其补码为反码加 1。例如:+5
的补码为 00000101
,-5
的补码为 11111011
。
示例:
求 +5
和 -5
的补码:
+5 的补码:00000101 -5 的补码:先求 +5 的二进制数:00000101,然后取反:11111010,最后加 1:11111011
使用补码表示法进行加法运算时,可以将有符号整数的加法统一为无符号整数的加法。计算过程中,如果最高位(符号位)有进位,则忽略该进位。
示例:
计算 +5
和 -3
的和:
+5 的补码:00000101 -3 的补码:11111101 相加: 00000101 + 11111101 ---------- 100000010 (最高位有进位,忽略)
结果为 00000010
,转换为十进制数为 2
。所以,+5
和 -3
的和为 2
。
为了从补码还原到原码,我们可以根据补码的符号位采取不同的方法:
示例:
从补码 11111011
还原到原码:
补码:11111011 减 1:11111010 取反:10000101
原码为 10000101
,表示负数 -5
。
通过学习二进制补码的概念及其计算方法,我们能够更好地理解计算机中有符号整数的表示方式和加减法运算。在后续学习 ARM 汇编的过程中,我们会频繁地使用到补码表示法,因此熟练掌握补码的计算方法至关重要。