原码反码和补码
案例介绍
数在计算机中是以二进制形式表示的。 数分为有符号数和无符号数。 原码、反码、补码都是有符号定点数的表示方法。 一个有符号定点数的最高位为符号位,0是正,1是副。 本案例将为大家介绍如何用Blockly实现输入一个十进制数,输出这个数的原码反码和补码。
案例准备
原码:是指符号位用0或1表示,0表示正,1表示负,数值部分就是该整数的绝对值的二进制表示。例如:假设机器数的位数是8,那么:[+17]原=00010001 [-39]原=10100111
反码:在反码的表示中,正数的表示方法与原码相同;负数的反码是把其原码除符号位以外的各位取反(即0变1,1变0)。通常,用[X]反表示X的反码。例如: [+45]反 = [+45]原 = 00101101,[-32]原 = 10100000,[-32]反 = 11011111
补码:在补码的表示中,正数的表示方法与原码相同;负数的补码在其反码的最低有效位上加1。通常用[X]补表示X的补码。例如: [+14]补 = 10100100,[-36]反 = 11011011,[-36]补 = 11011100
实事求是地说,引入补码意义非同寻常,可以说是先辈们智慧的结晶。因为,通过补码运算,可以把减法运算变成加法运算;而乘法可以用加法来做,除法可以转变成减法。这样一来,加、减、乘、除四种运算“九九归一”了。这对简化CPU的设计非常有意义,CPU里面只要有一个加法器就可以做算术运算了。
因此只要能将数字转化为二进制机器数,那么就可以模拟计算机完成各种数值运算,实现加减乘除的功能。下面我们来一起将正负数的十进制数转化为二进制:
案例实现
1、正数的原码反码和补码都是相同的,因此只要求出一个即可,我们通常用栈来实现向二进制的转换,blockly提供list作为指针数组可以实现栈的操作,如下图所示:
栈操作实际上就是一种先进后出的数据结构:
我们举一个例子,比如求29的原码,那么过程如下:
list数组提供从头尾插入和删除元素,并能在指定位置提取元素:
因此我们只要依次将求出的余数从数组头处插入即可,读取数组的时候从头到尾开始阅读。
2.负数的原码其实内容上和正数是一样的,只是符号位与正数是不同的,我们之所以把数设置成8位,就是为了留出1位作为符号位,因此8位数可以表示-128~127,第一位表示符号位,0为正数,1为负数,所以-29二进制表示为:10011101。 负数的反码就是符号位不变,其余位取反,反码的意义就在于进行下一步取补码。负数的补码就是反码加1,求出补码的算法就是从最后一位开始判断,如果是0,就将其变为1,如果是1,就判断倒数第二位,依次类推,你可以举几个例子自行判断一下。