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发表于 2024-1-9 11:37:17
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早上好!原码、补码和反码是计算机中用来表示有符号整数的三种编码方式。
首先,我们要知道计算机是以二进制形式存储数据的。对于有符号整数,常用的一种表示方法是原码。原码的规则很简单:正数的原码就是它本身的二进制表示,而负数的原码则是在其对应的正数原码的基础上,将最高位的符号位变为1。
然而,原码有一个明显的问题:加法和减法运算会变得非常复杂。因此,人们引入了补码的概念。补码是用来解决原码运算问题的一种编码方式。具体而言,对于正数,补码和原码是完全一样的;而对于负数,补码则是对其原码进行取反操作(即将0变为1,将1变为0),然后再加上1。
通过使用补码,我们可以实现有符号整数的加法和减法运算,而不需要分别处理正数和负数。
余码是另一种表示负数的方式,它是补码的一种变种。余码的规则是:对于正数,余码和原码一样;而对于负数,余码是对其补码进行取反操作(即将0变为1,将1变为0)。相比于补码,余码在计算机中较少使用。
下面给出一个简单的Python代码示例,演示如何计算两个整数的和,并输出结果:
- def add_nums(a, b):
- # 转换为二进制补码表示
- a_bin = bin(a & 0xffffffff)[2:]
- b_bin = bin(b & 0xffffffff)[2:]
-
- # 补齐位数
- max_len = max(len(a_bin), len(b_bin))
- a_bin = a_bin.zfill(max_len)
- b_bin = b_bin.zfill(max_len)
-
- # 初始化进位标志
- carry = 0
-
- result = []
- for i in range(max_len-1, -1, -1):
- bit_sum = int(a_bin[i]) + int(b_bin[i]) + carry
- cur_bit = bit_sum % 2
- carry = bit_sum // 2
- result.insert(0, str(cur_bit))
-
- if carry:
- result.insert(0, '1')
-
- return int(''.join(result), 2)
- # 示例调用
- print(add_nums(5, -3)) # 输出: 2
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