为什么补码是按位取反再加一

今天刷LeetCode的位运算专题,想到机器做减法是加其补码来计算的。我们都知道求补码的方法是“按位取反再加一”,但是为什么呢?看了几篇文章,最经典的总结就一句话,正数原码+其负数的补码(以下简称补码)=0,正数+其负数的反码(以下简称反码)+1=0,即补码=反码+1。

在机器码中最高位为符号位。以btye类型为例,最高位为符号位,其余七位数值位。当11111111(-127)加1得到的是00000000,也就是0,因为最高位进位丢失了。

我们求补码的目标是正数原码+补码=0,又因为11111111+1=0,所以正数+补码=11111111+1,又因为正数+其负数的反码(以下简称反码)结果全为1,也就是正数+补码=正数+反码+1,消去正数得到结果是补码=反码+1,因此求补码方法是“按位取反再加一”。

 

另:

正数的反码和补码就是其原码。

负数的反码:保留符号位,数值位按位取反。补码:反码+1或正数按位取反+1。

所以可以说计算机中数据都是按其补码来进行存储和计算的。

 

另:由于0的特殊,按定义,00000000为+0,10000000为-0。-0并没有什么意义,且10000000+1=10000001=-127的补码,因此1000000为-128的补码。所以byte的取值范围为[-128~127]

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