Question

C如何表示负整数？

是通过二进制补码表示还是使用MSB（最高有效位）？

十六进制中的

-1为ffffffff。

所以请为我澄清一下。

Answer 1

ISO C（在这种情况下为C99 section 6.2.6.2/2，但它继续执行标准^（a）的后续迭代），表明实现必须为整数数据类型选择三种不同表示之一，两个补码，一个补码或符号/幅度（虽然这两个补码的实现很可能远远超过其他补充实现）。

在所有这些表示中，正数是相同的，唯一的区别是负数。

要获得正数的否定表示，您：

反转所有位，然后添加一个用于二进制补码。
将所有位反转为“补码”。
仅反转符号/符号的符号位。

您可以在下表中看到：

number | two's complement    | ones' complement    | sign/magnitude
=======|=====================|=====================|====================
     5 | 0000 0000 0000 0101 | 0000 0000 0000 0101 | 0000 0000 0000 0101
    -5 | 1111 1111 1111 1011 | 1111 1111 1111 1010 | 1000 0000 0000 0101

请记住，ISO并未强制要求所有位在表示中使用。他们引入了符号位，值位和填充位的概念。现在我从来没有真正看到带有填充位的实现，但是，从C99原理文档中，它们是有这样的解释：

假设一台机器使用一对16位短路（每个都有自己的符号位）来构成一个32位的int，并且当在这个32位int中使用时，忽略较低short的符号位。然后，作为32位有符号整数，在确定32位有符号int的值时会忽略一个填充位（在32位的中间）。但是，如果将此32位项目视为32位无符号整数，则该填充位对用户程序可见。 C委员会被告知有一台机器以这种方式工作，这就是填充位被添加到C99的一个原因。

我相信他们可能指的是Datacraft 6024（它是Harris Corp的继承者）。在那些机器中，你有一个用于有符号整数的24位字，但是，如果你想要更宽的类型，它将它们中的两个串起来作为47位值，其中一个字的符号位被忽略：

+---------+-----------+--------+-----------+
| sign(1) | value(23) | pad(1) | value(23) |
+---------+-----------+--------+-----------+
\____________________/ \___________________/
      upper word            lower word

^（a）有趣的是，鉴于实际上使用其他两种方法的现代实现的稀缺性，已经推动将两个补码接受为一种真正的方法。这已经在C ++标准中quite a long way（WG21是负责此事的工作组），现在显然也被考虑用于C（由WG14）。

Answer 2

C允许有符号整数的符号/幅度，一个补码和二进制补码表示。大多数典型硬件对整数使用二进制补码，对浮点使用符号/幅度（另一种可能性 - 浮点指数的“偏差”表示）。

Answer 3

十六进制中的
-1是ffffffff。所以请在这方面澄清一下。

在二进制补码（到目前为止最常用的表示）中，除最高有效位（MSB）之外的每个位，从右到左（递增的数量级）具有值2 ⁿ其中 n 从零增加一个。 MSB的值为-2 ⁿ。

因此，例如在8位二进制补码整数中，MSB的位值-2 ⁷（ - 128），所以二进制数：1111 1111 ₂等于-128 + 0111 1111 ₂ = -128 + 127 = -1

二进制补码的一个有用特性是处理器的ALU只需要一个加法器块来执行减法，方法是形成右手操作数的二进制补码。例如10 - 6相当于10 +（ - 6）;在8位二进制文件中（为了简化说明），这看起来像：

   0000 1010
  +1111 1010
   ---------
[1]0000 0100  = 4 (decimal)

[1]是丢弃的进位。另一个例子; 10 - 11 == 10 +（ - 11）：

   0000 1010
  +1111 0101
   ---------
   1111 1111  = -1 (decimal)

二进制补码的另一个特点是它有一个代表零的值，而符号量和一个补码各有两个; +0和-0。

Answer 4

对于整数类型，它通常是两个补码（特定于实现）。对于浮点数，有一个符号位。

在C中表示负数？

4 个答案: