二进制补码二进制形式

Question

在TC ++编译器中， 5 的二进制表示为（00000000000000101）。 我知道负数存储为2的补码，因此二进制的 -5 是（111111111111011）。最高位（符号位）为1，表示它是负数。

那么编译器如何知道 -5 ？如果我们将（111111111111011）上面给出的二进制值解释为无符号数，它会变得完全不同吗？

另外，为什么1赞美 5 -6（1111111111111010）？

Answer 1

编译器不知道。如果您将-5投放到unsigned int，则会获得32763。

Answer 2

编译器知道，因为这是CPU本身使用的约定。您的计算机有一个CPU，以二进制补码表示法存储负数，因此编译器也会如此。如果你的CPU支持一个补码表示法，那么编译器就会使用它（顺便说一下，就像IEEE浮点数一样）。

关于该主题的维基百科文章解释了two's complement符号的工作原理。

Answer 3

处理器实现有符号和无符号指令，这些指令将以不同的二进制数表示方式运行。编译器根据所涉及的操作数的类型（即int与unsigned int）知道要发出哪些指令。

编译器不需要知道数字是否为负数，它只是为所涉及的类型发出正确的机器或中间语言指令。处理器或运行时对这些指令的实现通常并不在乎数字是否为负数，因为二进制补码运算的公式对于正数或负数都是相同的（实际上，这是主数据）二进制补码算法的优点）。 需要知道数字是否为负数将类似于printf()，正如Andrew Jaffe指出的那样，设置的MSBit表示二进制补码中的负数。

Answer 4

第一位仅设置为负数（称为符号位）

详细信息可用here

Answer 5

两个补码的kewl部分是机器语言Add和Subtract指令可以忽略所有这些，只做二进制算术而且它只是有效...

即，-3 + 4

二进制2补码中的

是

   1111 1111 1111 1101   (-3)
+  0000 0000 0000 0100   ( 4)
   -------------------
   0000 0000 0000 0001   ( 1)

Answer 6

让我们举个例子： 我们在二进制中有两个字节的两个数字： A = 10010111 B = 00100110 （请注意，该机器不知道此级别中有符号或无符号的概念）

现在当你说“添加”这两个时，机器是什么？它只是添加：

R = 10111101（并且位：1）

现在，我们 - 编译器 - 需要解释操作。我们有两个选择：数字可以是签名或无签名。

1- unsigned case：在c中，数字的类型为“unsigned char”，值为151和38，结果为189.这是微不足道的。

2 - 签名案例：我们编译器根据msb解释数字，第一个数字是-105，第二个数字仍然是38.所以-105 + 38 = -67。但-67是10111101。但这是我们在结果（R）中已经有的！结果是一样的，唯一的区别是编译器如何解释它。

结论是，无论我们如何考虑数字，机器都会对数字执行相同的操作。但编译器将依次解释结果。

请注意，并非知道2补码概念的机器。它只是添加两个数字而不关心内容。 编译器然后查看符号位，决定。

当涉及减法时，这次再次，操作是唯一的：取第二个数字的2的补码并加上两个。

Answer 7

如果数字被声明为有符号数据类型（而不是类型转换为无符号类型），则编译器将知道，当符号位为1时，它是负数。至于为什么使用2的补码而不是1的补码，你不希望能够得到-0的值，1的补码允许你这样做，所以他们发明了2的补码来解决这个问题。

Answer 8

正是那个最重要的位 - 如果你知道一个数字被签名，那么如果MSB = 1，编译器（和运行时！）知道将它解释为负数。这就是为什么类似c的语言有整数（正数和负数）和无符号整数的原因 - 在这种情况下，你将它们全部解释为正数。因此，有符号字节从-128到127，但是从0到255的无符号字节。