C語言再學習 -- 負數
阿新 • • 發佈:2018-12-14
有符號數的表示方法是由硬體決定,而不是由C決定的。有三種表示方法:
1、二進位制原碼
0000 0001 表示 1
1000 0001 表示 -1
這個方法有個缺點是有兩個零: +0 和 -0。這會引起混淆,而且用兩個位組合來表示一個值也有些浪費。
2、二進位制補碼(最普遍的系統)
區別在於 singned 和 unsigned:
1)如果是無符號位元組, 1000 0000 該組合為 128
2)如果是有符號位元組, 1000 0000 該組合為 -128
第一種表示數的範圍是 0 ~ 255
第二種表示數的範圍是 -128 ~ +127,對於一個二進位制補碼數取負數,最簡單的方法就是取反、加 1
3、二進位制反碼
通過反轉位組合中的每一位以形成一個數的負數,例如:
0000 0001 表示 1
1111 1110 表示 -1
這種方式也有一個 -0:1111 1111。其範圍是 -127 ~ +127
下面重點介紹二進位制補碼:
計算機中的負數是以其補碼形式存在的 補碼=原碼取反+1
一個位元組有8位 可以表示的數值範圍在 -128到+127用二進位制表示也就是 10000000 - 01111111(注意:最高位表示符號)
最高位是1的都是負數 最高位是0的都是正數
二進位制數是逢二進一 只有0和1兩個數字 沒有2
如-7 原碼是 10000111 然後取反(最高位是符合不用取反)得11111000
加一 得11111001 那麼-7的二進位制數就是 11111001
再如 -10 原碼是 10001010 取反得 11110101 加一得 11110110
那麼-10的二進位制數就是 11110110
下面就考慮一下這個問題:
-
#include <stdio.h>
-
int main()
-
{
-
char a[
1000];
-
int
i;
-
for(i=
0; i<
1000; i++)
-
{
-
a[i] =
-1-i;
-
}
-
printf(
"%d",
strlen(a));
-
return
0;
-
}
-
輸出結果:
-
255
按照上面的分析, a[0]到 a[254]裡面的值都不為 0,而 a[255]的值為 0。 strlen 函式是計算字串長度的,並不包含字串最後的‘ \0’。而判斷一個字串是否結束的標誌就是看是否遇到‘ \0’。如果遇到‘ \0’,則認為本字串結束。
所以輸出結果為 255
最後思考一個問題:-0 和+0 在記憶體裡面分別怎麼儲存?
以char型別為例對於正數原碼、反碼以及補碼是其本身
+0
原碼 00000000
反碼 00000000
補碼 00000000
負數的原碼是其本身,反碼是對原碼除符號位之外的各位取反,補碼則是反碼加1
-0
原碼 10000000
反碼 11111111
補碼 1 00000000
因為char型別只有8位,所以放棄最高位。由此可見,在計算機儲存系統中+0 及 -0 的補碼是一致的。即採用補碼的方法,可以將+0 及 -0 統一表示,否則需要將+0 和-0 區別對待,增加運算複雜度。
上面是以char為例,換成short和int等,原理是一樣的。可以親自動手加深印象。