整形机器数的计算机编码有多种,常用的包括:
补码: 将负数表示为原码的反码加 1,用于二进制数。
反码: 将负数表示为原码的每一位取反,用于二进制数。
原码: 无符号数的直接表示。
移码: 带符号数的原码向右移一位,用于二进制数。
移码反码: 带符号数的移码取反,用于二进制数。
具体使用哪种编码通常取决于计算机体系结构和编程语言。
补码的优势:
加法和减法操作相同,简化运算。
负数和正数使用相邻的代码,便于比较。
反码的优势:
负数表示更直观,与正数的区别更明显。
原码的优势:
正数表示简单方便。
移码和移码反码的优势:
适用于带符号的乘除运算。
在实际使用中,不同计算机体系结构可能会使用不同的编码。例如,x86 架构通常使用补码,而 IBM System/360 架构使用移位码或移位码反码。
整形数机器数编码
在计算机系统中,整形数采用机器数编码表示,常见的有以下几种:
正负号补码 (Sign-Magnitude Representation)
将符号位存储在最高位,正数为 0,负数为 1。
数值部分采用补码表示。
补码 (Two's Complement Representation)
对负数,最高位为 1,数值部分采用补码。
对正数,最高位为 0,数值部分直接采用二进制表示。
原码 (One's Complement Representation)
对负数,最高位为 1,数值部分采用原码。
对正数,最高位为 0,数值部分直接采用二进制表示。
偏移补码 (Offset Binary Representation)
将所有负数加上一个特定值,比如 2^n-1,使其转换成正数。
数值部分采用二进制表示。
选择编码的因素
选择整形数机器数编码时,需要考虑以下因素:
运算速度:补码在运算中速度最快。
存储空间:正负号补码和原码需要额外的符号位,占用更多存储空间。
运算范围:对于给定的位数,偏移补码和正负号补码可以表示更大的数值范围。
在实际应用中,补码是最常用的整形数机器数编码,因为它速度快、表示范围大,被大多数现代计算机所采用。
整形机器数在计算机中常用的编码有几位,这取决于所使用的计算机体系结构和要编码的整数的位数。
最常见的编码是补码,其中整数的最高位表示符号位,0 表示正数,1 表示负数。其他位表示整数的绝对值。例如,8 位补码 (-127) 表示 -1。
整数长度因体系结构而异。常见的整数长度有:
8 位 (字节): 8 位整数可以使用补码编码表示 -128 至 127。
16 位 (半字): 16 位整数可以使用补码编码表示 -32,768 至 32,767。
32 位 (字): 32 位整数可以使用补码编码表示 -2,147,483,648 至 2,147,483,647。
64 位 (双字): 64 位整数可以使用补码编码表示 -9,223,372,036,854,775,808 至 9,223,372,036,854,775,807。
需要注意的是,某些体系结构可能支持不同长度的整数,并且可以同时使用带符号和无符号整数表示。
在计算机中,整数机内数常用的编码方式主要有:
1. 补码
补码是一种广泛用于负数表示的编码方式。对于正数,其补码与原码相同;对于负数,其补码为原码取反并加 1。这种编码方式的优势在于,正数和负数的加法运算可以统一为无符号数的加法运算,简化了运算过程。
2. 反码
反码是另一种表示负数的编码方式。对于正数,其反码与原码相同;对于负数,其反码为原码取反。需要特别注意的是,反码仅用于表示负数,而不能用于计算。
3. 移码
移码是在原码的基础上,将所有负数的最高位(符号位)左移一位得到。对于正数,其移码与原码相同;对于负数,其移码为原码的符号位加 1 后的结果。移码的优势在于,其可以方便地进行算术运算,且正数和负数的最高位始终不同。
4. 原码
原码是最简单的整数编码方式,直接以符号位(0 表示正数,1 表示负数)和数值部分表示整数。原码的缺点是,正数和负数的加法运算较为复杂,需要根据符号位分别进行不同的处理。
在实际应用中,补码是最常用的整数机内数编码方式,因为它在运算方面具有明显的优势。反码和移码则主要用于特定的场景,如浮点数的运算等。