C语言 数据存储方式知识点详解
作者：kevin.Xiang
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：
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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)
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十进制数 |
反码 |
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+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
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十进制数 |
补码 |
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+15 |
0000 1111 |
|
-15 |
1111 0001 |
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+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
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十进制数 |
原码 |
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+0 |
0000 0000 |
|
-0 |
1000 0000 |
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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：
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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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