我只是好奇,为了在二进制中表示-1,是否有一个原因,使用了2的补码:翻转位并加1?

-1由11111111(2的补码)表示,而不是(对我来说更直观)10000001,10000001是二进制1,第一位为负标志。

免责声明:我的工作不依赖二进制算术!


当前回答

该操作的通常实现是“翻转位并加1”,但有另一种定义它的方式可能使其原理更清楚。2的补数是通常的无符号表示形式,其中每一位控制2的下一次方,并使最有效项为负。

取8位值a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0

通常的无符号二进制解释是: 27*a7 + 26*a6 + 25*a5 + 24*a4 + 23*a3 + 22*a2 + 21*a1 + 20*a0 = 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255

两人的补充解释是: -27*a7 + 26*a6 + 25*a5 + 24*a4 + 23*a3 + 22*a2 + 21*a1 + 20*a0 = -128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = -1

其他任何位都不会改变含义,并且进位到a7是“溢出”,不期望工作,所以几乎所有的算术操作都可以工作而不需要修改(正如其他人所注意到的)。符号大小通常检查符号位,并使用不同的逻辑。

其他回答

该操作的通常实现是“翻转位并加1”,但有另一种定义它的方式可能使其原理更清楚。2的补数是通常的无符号表示形式,其中每一位控制2的下一次方,并使最有效项为负。

取8位值a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0

通常的无符号二进制解释是: 27*a7 + 26*a6 + 25*a5 + 24*a4 + 23*a3 + 22*a2 + 21*a1 + 20*a0 = 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255

两人的补充解释是: -27*a7 + 26*a6 + 25*a5 + 24*a4 + 23*a3 + 22*a2 + 21*a1 + 20*a0 = -128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = -1

其他任何位都不会改变含义,并且进位到a7是“溢出”,不期望工作,所以几乎所有的算术操作都可以工作而不需要修改(正如其他人所注意到的)。符号大小通常检查符号位,并使用不同的逻辑。

为什么用Two2的补语系统来表示负数,而不是用One的补语系统,一个令人满意的答案是 二的补语系统解决了一的补语系统中存在的表示负数的0的多重表示和对进位的需要。

欲了解更多信息,请访问https://en.wikipedia.org/wiki/Signed_number_representations

用于末端绕行访问 https://en.wikipedia.org/wiki/End-around_carry

这是为了简化数字的和和和差。2的补数中一个负数和一个正数的和与正常方式的和是一样的。

用补法执行减法的优点是减少了硬件 的复杂性。不需要不同的数字电路来进行加减法运算 加法和减法只能由加法器执行。

我们对加减法都只做加法运算。我们将第二个操作数与第一个操作数相加。对于减法,我们将第二个操作数的2的补数与第一个操作数相加。

对于2的补码表示,我们不需要单独的数字组件,只使用加法器和补法器。