想要知道取反計算過程,首先搞懂? “原碼“,“反碼”,“補碼”,“取反”。
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0變1,1變0
原碼是計算機機器數(shù)中最簡單的一種形式,數(shù)值位就是真值的絕對值。原碼表示法在最高位為符號:正數(shù)該位為0,負數(shù)該位為1,原碼又稱帶符號的絕對值??凑麛?shù)9及-9的原碼如下:
9的原碼:0000 1001
-9的原碼: 1000 1001
重點:對于源碼,絕對值相等的正數(shù)和負數(shù)只有符號位不同。
反碼通常是用來由原碼求補碼或者由補碼求原碼的過渡碼。正數(shù)的反碼就是其原碼,負數(shù)的反碼就是將原碼除符號位以外每位取反(0變1,1變0)。例如:
9的反碼:0000 1001
-9的反碼:1111 0110
在計算機系統(tǒng)中,數(shù)值一律用補碼來表示和存儲。正數(shù)的原碼就是其補碼。負數(shù)的補碼是其反碼+1.例如:
9的補碼:0000 1001
-9的補碼:1111 0111
正整數(shù)的原碼、反碼、補碼都是一樣的。負數(shù)的反碼是除符號位其他每一位取反,負數(shù)的補碼是其反碼+1
首先明確一個概念,由于在計算機中二進制都是以其補碼形式存放在內(nèi)存中的。所以要知道 ^9 就是對 9 的補碼取反,也就是說無論是整數(shù)還是負數(shù)對其取反都是對其補碼取反。
正數(shù)9:
原碼為: 0000 1001
反碼為: 0000 1001
補碼為: 0000 1001
1. 取反結(jié)果=負數(shù)補碼 :0000 1001 --- (取反) 1111 0110?
注:由于 ^ 位取反操作符,對于符號位也會取反 所以這里得到一個負數(shù)的補碼,想要計算其真實的值。還需要將其轉(zhuǎn)換成原碼。
2. 得反碼:1111 0110? -? 1? =??1111 0101
補碼 = 反碼 + 1 (反推) 反碼?= 補碼 - 1
3. 得原碼?1111 0101 -- 1111 1010 = -10
原碼? =? 反碼取反
負數(shù)-9:
原碼為: 1111 1001
反碼為: 1111 0110
補碼為: 1111 0111
1. 取反結(jié)果=正數(shù)補碼?1111 0111 ----?0000 1000
2. 正數(shù)原碼 = 反碼 = 補碼 =?0000 1000 = 8
取一個數(shù)的相反數(shù),可以用數(shù)學(xué)運算來實現(xiàn):-1 * x的結(jié)果就是x的相反數(shù)。
很多語言都是采用 ~ 作為按位取反運算符,Go 里面采用的是 ^ 。
如果作為二元運算符,^ 表示按位異或,即:對應(yīng)位相同為 0,相異為 1。
操作符 ^,按位置零,例如:z = x ^ y,表示如果 y 中的 bit 位為 1,則 z 對應(yīng) bit 位為 0,否則 z 對應(yīng) bit 位等于 x 中相應(yīng)的 bit 位的值。
對于有符號的整數(shù)來說,是按照補碼進行取反操作的(快速計算方法:對數(shù) a 取反,結(jié)果為 -(a+1) ),對于無符號整數(shù)來說就是按位取反
計算過程
以3為例? 3在內(nèi)存中補碼為 0*** 0011
取反? ? ? ? ? ? 1*** 1100
-1操作? ? ? ? ? 1*** 1011
除符號位取反? ? 1*** 0100 結(jié)果為-4
-------------------------------------------
以9為例 9在內(nèi)存中補碼為 0*** 1001
取反? ? ? ? ? ? 1*** 0110
-1操作? ? ? ? ? 1*** 0101
除符號位取反? ? 1*** 1010 結(jié)果為-10
-------------------------------------------
以-5為例 -5在內(nèi)存中為的補碼為 1*** 1011
為什么呢
-5源碼? ? ? ? ? 1*** 0101
除符號取反? ? ? 1*** 1010
+1操作? ? ? ? ? 1*** 1011
-------------------------------------------
那么-5取反怎么算
補碼 1***1011取反為 0***0100
因為符號位為0,所以是正數(shù)了,正數(shù)的補碼反碼源碼都是一個,所以是4
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再看-1
-1源碼? ? ? ? ? 1*** 0001
除符號取反? ? ? 1*** 1110
+1操作? ? ? ? ? 1*** 1111
補碼 1*** 1111 取反為 0*** 0000
因為符號位為0,所以是正數(shù)了,正數(shù)的補碼反碼源碼都是一個,所以是0
go語言取反輸出的例子看這里
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