C語言 數據存儲方式
一、源碼
一個數的原碼(原始的二進制碼)有如下特點：
-
最高位做為符號位，0表示正,為1表示負
-
其它數值部分就是數值本身絕對值的二進制數
-
負數的原碼是在其絕對值的基礎上，最高位變為1
下面數值以1字節的大小描述：
| 十進制數 |
原碼 |
| +15 |
0000 1111 |
| -15 |
1000 1111 |
| +0 |
0000 0000 |
| -0 |
1000 0000 |
注：原碼表示法簡單易懂，與帶符號數本身轉換方便，只要符號還原即可，但當兩個正數相減或不同符號數相加時，必須比較兩個數哪個絕對值大，才能決定誰減誰，才能確定結果是正還是負，所以原碼不便於加減運算。
二、反碼
對於正數，反碼與原碼相同
對於負數，符號位不變，其它部分取反(1變0,0變1)
| 十進制數 |
反碼 |
| +15 |
0000 1111 |
| -15 |
1111 0000 |
| +0 |
0000 0000 |
| -0 |
1111 1111 |
注：反碼運算也不方便，通常用來作為求補碼的中間過渡。
三、補碼
1、補碼說明
在計算機系統中，數值一律用補碼來存儲。
補碼特點：
-
對於正數，原碼、反碼、補碼相同
-
對於負數，其補碼為它的反碼加1
-
補碼符號位不動，其他位求反，最后整個數加1，得到原碼
| 十進制數 |
補碼 |
| +15 |
0000 1111 |
| -15 |
1111 0001 |
| +0 |
0000 0000 |
| -0 |
0000 0000 |
2、補碼的意義
在計算機系統中，數值一律用補碼來存儲，主要原因是：
-
統一了零的編碼
-
將符號位和其它位統一處理
-
將減法運算轉變為加法運算
-
兩個用補碼表示的數相加時，如果最高位(符號位)有進位，則進位被舍棄
示例：用8位二進制數分別表示+0和-0
| 十進制數 |
原碼 |
| +0 |
0000 0000 |
| -0 |
1000 0000 |
| 十進制數 |
反碼 |
| +0 |
0000 0000 |
| -0 |
1111 1111 |
說明：不管以原碼方式存儲，還是以反碼方式存儲，0也有兩種表示形式。但是如果以補碼方式存儲，補碼統一了零的編碼：
| 十進制數 |
補碼 |
| +0 |
0000 0000 |
| -0 |
10000 0000由於只用8位描述，最高位1丟棄，變為0000 0000 |
四、案例演示
模擬計算機運算
1) 76 - 32
計算機算法：76+（-32）
2) 76
源碼：0100 1100
反碼：0100 1100
補碼：0100 1100
3) -32
源碼：1010 0000
反碼：1101 1111
補碼：1110 0000
4) 相加
1110 0000
0100 1100
5) 驗算
結果：1 0010 1100
舍棄補碼：0010 1100
結果補碼：0010 1100
反碼：0010 1100
轉換源碼：0010 1100
注：由於舍棄補碼0為正數，則轉換源碼與補碼相同。
6) 結果：44
注意事項：
1、符號位 正數：0
2、符號位 負數：1
3、補碼計算結果，符號位超出大小限制則省略符號位
4、補碼結果：開頭數字是1時、根據負數規則轉為源碼、開頭0是為正數轉換
5、正數：源碼、反碼、補碼、相同
6、負數源碼轉反碼：符號不變，其他位0變為1、1變為0
7、負數反碼轉補碼：反碼的結果之上加1
8、加完或減完結果 不能大於或小於負的127