一、原码 反码 补码

1.原码

二进制表示法。最高位为符号位，表示正负；剩下位为数值位，表示数值大小。

例如（以8位举例）：

  • 10的原码：00001010
  • -10的原码：10001010

2.反码

符号位不变，其余位取反。

例如（以8位举例）：

  • 10的反码：00001010
  • -10的反码：11110101

正数的反码=原码

3.补码

反码+1。

例如（以8位举例）：

  • 10的补码：00001010
  • -10的补码：11110110

正数：原码、反码、补码都相等

负数：

原码 -> 补码：符号位不变，其余位取反；+1

补码 -> 原码：

方法一：-1；符号位不变，其余位取反

方法二：符号位不变，其余位取反；+1

二、整数存储

1.计算机中的原反补规则

所有的整型数据在计算机中都已补码的形式存储和运算。

计算机在处理整型数据时，会先将其看作int类型进行处理；若超出int类型的范围，则将其看作long long型进行处理。

例如：

char a = -10;

计算机首先申请了1个字节的空间，并将这篇空间命名为a；-10的补码为11111111 11111111 11111111 11110110，将这个补码存入a这片空间，因为a只有1个字节，所以只能存入最后一个字节，即11110110。

char b = 10;

计算机首先申请了1个字节的空间，并将这篇空间命名为b；10的补码为00000000 00000000 00000000 00001010，将这个补码存入a这片空间，因为a只有1个字节，所以只能存入最后一个字节，即00001010。

2.有符号/无符号整数类型

在计算机中，char/short/int/long/long long属于有符号（signed）的整数类型，此外，计算机中还提供了一种无符号（unsigned）的整数类型。

类型 格式控制符 比特位使用规则 大小（Byte） 范围 特殊值
有符号（signed可写可不写）的整数家族
char %hhd/%c 1位符号位 7位数值位 1Byte -2^7~2^7-1 10000000（-2^7）
short %hd 1位符号位 15位数值位 2Byte -2^15~2^15-1 10000000 00000000（-2^15）
int %d 1位符号位 31位数值位 4Byte -2^31~2^31-1 10000000 00000000 00000000 00000000（-2^31）
long %ld 1位符号位 31位数值位 4Byte -2^31~2^31-1

10000000 00000000 00000000 00000000

（-2^31）
long long %lld 1位符号位 63位数值位 8Byte -2^63~2^63-1

10000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000（-2^63）
无符号（unsigned）的整数家族
unsigned char %hhu 8位数值位 1Byte 0~2^8
unsigned short %hu 16位数值位 2Byte 0~2^16
unsigned int %u 32位数值位 4Byte 0~2^32
unsigned long %lu 32位数值位 4Byte 0~2^64
unsigned long long %llu 64位数值位 8Byte 0~2^64

以char为例：

char（1位符号位 7位数值位） 数值 unsigned char（8位数值位） 数值
0 1111111 127 01111111 127
0 1111110 126 01111110 126
…… ……
0 0000001 1 00000001 1
0 0000000 0 00000000 0
1 0000000 -128 10000000 128
1 0000001 -1 10000001 129
1 0000010 -2 10000010 130
…… ……
1 1111110 -126 1 1111110 254
1 1111111 -127 11111111 255
char 1个符号位+7个数值位 最大值 127（0 1111111） 最小值 -128（1 1111111）
unsigned char 8个数值位 最大值 255（11111111） 最小值 0（00000000）
  • 因为char类型中10000000没有别的数可以表示，计算机强制规定它为最小值-2^7（-128）。
  • 同理，short类型中，计算机强制规定10000000 00000000为最小值-2^15；
  • int和long类型中，计算机强制规定10000000 00000000 00000000 00000000为最小值-2^31；
  • long long类型中，计算机强制规定10000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000为最小值-2^63；

3.相同字节大小转换

int main() {
//-10的原码:10000000 00000000 00000000 00001010
//-10的反码:11111111 11111111 11111111 11110101
//-10的补码:11111111 11111111 11111111 11110110
char a = -10;           //只有一个字节的空间，只能存放下最后一个字节:11110110
unsigned char b = -10;  //只有一个字节的空间，只能存放下最后一个字节:11110110
printf("a=%hhd,b=%hhd\n", a, b);
/*
a:11110110
1.按照%hhd(有符号char类型)的格式输出，所以要将11110110看作是1个符号位+7个数值位
2.将补码转换成原码:11110110->10001010
(符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
3.将原码转换成十进制:10001010->-10
b:11110110
1.按照%hhd(有符号char类型)的格式输出，所以要将11110110看作是1个符号位+7个数值位
2.将补码转换成原码:11110110->10001010
(符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
3.将原码转换成十进制:10001010->-10
*/
printf("a=%hhu,b=%hhu\n", a, b);
/*
a:11110110
1.按照%hhu(无符号char类型)的格式输出，所以要将11110110看作是8个数值位
2.将补码转换成原码:11110110->10001010(正数的原码、反码、补码相同)
3.将原码转换成十进制:10001010->138
b:11110110
1.按照%hhu(无符号char类型)的格式输出，所以要将11110110看作是8个数值位
2.将补码转换成原码:11110110->10001010(正数的原码、反码、补码相同)
3.将原码转换成十进制:10001010->138
*/
return 0;
}

4.不同字节大小转换

（1）小字节转大字节

符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字。

int main() {
//-10的原码:10000000 00000000 00000000 00001010
//-10的反码:11111111 11111111 11111111 11110101
//-10的补码:11111111 11111111 11111111 11110110
char a = -10;           //只有一个字节的空间，只能存放下最后一个字节:11110110
unsigned char b = -10;  //只有一个字节的空间，只能存放下最后一个字节:11110110
printf("a=%hd,b=%hd\n", a, b);
/*
a:11110110 -> a的类型是有符号char类型，符号位:1
1.按照%hd(有符号short类型)的格式输出，所以要先将11110110扩充为2个字节:
11110110->11111111 11110110
(符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字，即补1)
2.将11111111 11110110看作是1个符号位+15个数值位
3.将补码转换成原码:11111111 11110110->10000000 00001010
(符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
4.将原码转换成十进制:10000000 00001010->-10
b:11110110 -> b的类型是无符号char类型，符号位:0
1.按照%hd(有符号short类型)的格式输出，所以要先将11110110扩充为2个字节:
11110110->00000000 11110110
(符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字，即补1)
2.将00000000 11110110看作是1个符号位+15个数值位
3.将补码转换成原码:00000000 11110110->00000000 11110110
(符号位是0，为正数;正数的原码、反码、补码相同)
4.将原码转换成十进制:00000000 11110110->246
*/
printf("a=%hu,b=%hu\n", a, b);
/*
a:11110110 -> a的类型是有符号char类型，符号位:1
1.按照%hu(无符号short类型)的格式输出，所以要先将11110110扩充为2个字节:
11110110->11111111 11110110
(符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字，即补0)
2.将11111111 11110110看作是16个数值位
3.将补码转换成原码:11111111 11110110->11111111 11110110
(正数的原码、反码、补码相同)
4.将原码转换成十进制:11111111 11110110->65526
b:11110110 -> b的类型是无符号char类型，符号位:0
1.按照%hd(有符号short类型)的格式输出，所以要先将11110110扩充为2个字节:
11110110->00000000 11110110
(符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字，即补0)
2.将00000000 11110110看作是16个数值位
3.将补码转换成原码:00000000 11110110->00000000 11110110
(正数的原码、反码、补码相同)
4.将原码转换成十进制:00000000 11110110->246
*/
return 0;
}

（2）大字节转小字节

直接强行截取。

int main() {
//-10的原码:10000000 00000000 00000000 00001010
//-10的反码:11111111 11111111 11111111 11110101
//-10的补码:11111111 11111111 11111111 11110110
short a = -10;
//只有两个字节的空间，只能存放下最后两个字节:11111111 11110110
unsigned short b = -10;
//只有两个字节的空间，只能存放下最后两个字节:11111111 11110110
printf("a=%hhd,b=%hhd\n", a, b);
/*
a:11111111 11110110
1.按照%hhd(有符号char类型)的格式输出，所以要先将11111111 11110110截取为1个字节:
11111111 11110110->11110110
2.将11110110看作是1个符号位+7个数值位
3.将补码转换成原码:11110110->10001010
(符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
4.将原码转换成十进制:10001010->-10
b:11111111 11110110
1.按照%hhd(有符号char类型)的格式输出，所以要先将11111111 11110110截取为1个字节:
11111111 11110110->11110110
2.将11110110看作是1个符号位+7个数值位
3.将补码转换成原码:11110110->10001010
(符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
4.将原码转换成十进制:10001010->-10
*/
printf("a=%hhu,b=%hhu\n", a, b);
/*
a:11110110
1.按照%hhu(无符号char类型)的格式输出，所以要先将11111111 11110110截取为1个字节:
11111111 11110110->11110110
2.将11110110看作是8个数值位
3.将补码转换成原码:11110110->11110110
(正数的原码、反码、补码相同)
4.将原码转换成十进制:11110110->246
b:11110110
1.按照%hhu(无符号char类型)的格式输出，所以要先将11111111 11110110截取为1个字节:
11111111 11110110->11110110
2.将11110110看作是8个数值位
3.将补码转换成原码:11110110->11110110
(正数的原码、反码、补码相同)
4.将原码转换成十进制:11110110->246
*/
return 0;
}

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持本站。

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