Java為什么使用補(bǔ)碼進(jìn)行計(jì)算的原因分析
我們主要要解決的問題就是負(fù)數(shù)的表示，而眾所周知，絕對(duì)值相等的兩個(gè)正負(fù)數(shù)之和為0。
假設(shè)我們有正數(shù) 0000 0000 0000 1111，我們?nèi)绾伪硎酒湎喾磾?shù)呢？一般我們的思路是，找一個(gè)數(shù)，跟它相加的結(jié)果等于0，但是我們發(fā)現(xiàn)，要找出一個(gè)與它相加后結(jié)果等于0的數(shù)還是要略加思考一下的（因?yàn)橐?jì)算進(jìn)位），所以，為何不找出一個(gè)與它相加后結(jié)果是1111 1111 1111 1111的數(shù)，然后該數(shù)+1即是我們所要的答案啦。
于是，很容易的， 0000 0000 0000 1111 + 1111 1111 1111 0000 + 1 = 1111 1111 1111 1111 + 1 = （1）0000 0000 0000 0000
一目了然，1111 1111 1111 0001 就是我們想要的答案了，那么我們是怎么得到這個(gè)相反數(shù)的呢？
首先，找出一個(gè)數(shù)與它加起來結(jié)果是全1的，這個(gè)數(shù)便是它的反碼，然后這個(gè)數(shù)再加1，這便是它的相反數(shù)了，也是我們說的補(bǔ)碼。
我們檢驗(yàn)一下0的情況，0000 + 1111 + 1 =（1）0000，其中1111 + 1 = （1）0000 = 0000，即+0和-0的二進(jìn)制表示均為0000。
一個(gè)小小的例子解釋了為何補(bǔ)碼需要原碼取反之后再加1，是不是很神奇？
補(bǔ)充知識(shí)：java 原碼、反碼、補(bǔ)碼計(jì)算 以及 取反(~)運(yùn)算
1. 原碼、反碼、補(bǔ)碼：
(1)在Java中，所有數(shù)據(jù)的表示方式都是以補(bǔ)碼形式來表示
(2)正數(shù)：原碼、反碼、補(bǔ)碼相同
(3)負(fù)數(shù)：符號(hào)位為1，其余各位是對(duì)原碼取反，然后整個(gè)數(shù)加1
(4)~按位取反（反碼加1稱為補(bǔ)碼。）步驟就是先求出這個(gè)數(shù)（因?yàn)閖ava存的數(shù)是補(bǔ)碼）的原碼，然后對(duì)原碼取反得到X，這個(gè)X就是我們要求的那個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼
2. 取反(~)運(yùn)算
（1）n=37 ，二進(jìn)制數(shù)就是 100101
因?yàn)樵贘ava中，所有數(shù)據(jù)的表示方式都是以補(bǔ)碼形式來表示，如果沒有特別的說明，Java 中的數(shù)據(jù)類型默認(rèn)為int，int數(shù)據(jù)類型的長(zhǎng)度為4個(gè)字節(jié)，就是32bit的意思，因此，n=100101的原碼=補(bǔ)碼（因?yàn)槭钦龜?shù)，所以原=補(bǔ)=反）運(yùn)算過程就是：
原碼：00000000 00000000 00000000 00100101 ＝37
~n（對(duì)n的原碼） 取反運(yùn)算得： 11111111 11111111 11111111 11011010 很明顯，最高位是1，意思是取反后的數(shù)字為負(fù)數(shù)，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是其絕對(duì)值的原碼取反，末尾再加1，因此，我們可將這個(gè)二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼進(jìn)行還原：
首先，末尾減1得反碼：11111111 11111111 11111111 11011001
其次，將各位取反得原碼：00000000 00000000 00000000 00100110 這個(gè)就是~n的絕對(duì)值形式，|~n|=38 ，
所以，~n＝－38，這個(gè)就是Java虛擬機(jī)的運(yùn)算結(jié)果
（2）n= - 4， 取反 （~-4）。注意：Java中，所有數(shù)據(jù)的表示方式都是以補(bǔ)碼形式
補(bǔ)碼：10000000 00000000 00000000 00000100 （java所有數(shù)據(jù)的表示方式都是以補(bǔ)碼形式，所以把-4用二進(jìn)制表現(xiàn)出來就是某個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼，只是我們看到的是-4）
反碼：10000000 00000000 00000000 00000011
原碼：11111111 11111111 11111111 11111100
對(duì)原碼取反：00000000 00000000 00000000 00000011 （3）
因?yàn)槭钦龜?shù)，所以補(bǔ)碼等于原碼等于反碼= 3，所以~-4 = 3
以上這篇Java為什么使用補(bǔ)碼進(jìn)行計(jì)算的原因分析就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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