python中的原码反码和补码
2021-05-29 本文已影响0人
wanzhouyi
python中的原码反码和补码
原码反码和补码的概念
- 原码：原码是二进制数字的一种简单的表示法。二进制首位为符号位，1代表负，0代表正。
- 反码：反码可由原码得到。如果是正数，反码与原码相同；如果是负数，反码是其原码（符号位除外）各位取反而得到的。
- 补码：补码可由原码得到。如果是正数，补码与原码相同；如果是负数，补码是对其原码（除符号位外）各位取反，并在末位加1而得到的（有进位则进位，但不改变符号位）。
更详细的介绍可参考这篇文章
原码反码和补码的示例
如下以8位二进制为例：
| 真值 | 原码 | 反码 | 补码 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 2^7-1=127 | 0 1111111 | 0 1111111 | 0 1111111 | 正数的原码反码补码相同 |
| + 7 | 0 0000111 | 0 0000111 | 0 0000111 | 正数的原码反码补码相同 |
| + 1 | 0 0000001 | 0 0000001 | 0 0000001 | 正数的原码反码补码相同 |
| 0 | 0 0000000 | 0 0000000 | 0 0000000 | 正数的原码反码补码相同 |
| - 1 | 1 0000001 | 1 1111110 | 1 1111111 | 负数的补码是符号位不变其余取反加 1 |
| - 7 | 1 0000111 | 1 1111000 | 1 1111001 | 负数的补码是符号位不变其余取反加 1 |
| −(2^7−1)=−127 | 1 1111111 | 1 0000000 | 1 0000001 | 负数的补码是符号位不变其余取反加 1 |
特殊地数字在计算机中用二进制补码形式表示，补码10000000表示的不是 -0，而是-128
python中的原码反码及补码
一般来讲，整形数在内存中是以 补码 的形式存放的，输出的时候同样也是按照 补码 输出的。
但是在 Python 中，情况是这样的：
- 整形是以 补码 形式存放的，输出的时候是按照 二进制 表示输出的；
- 对于 bin(x)（x为 十进制负数），输出的是它的原码的二进制表示加上一个负号，方便查看
- 对于 bin(x)（x 为 十六进制负数），输出的是对应的二进制表示。
所以为了获得十进制负数的补码，我们需要手动将其和 0xffffffff 进行与操作，得到一个十六进制数，再交给 bin() 转化，这时内存中得到的才是你想要的补码。
a = bin(-3)
print(a)
a = bin(3)
print(a)
b = bin(-3 & 0xffffffff)
print(b)
c = bin(0xfffffffd)
print(c)
# 输出
# -0b11
# 0b11
# 0b11111111111111111111111111111101
# 0b11111111111111111111111111111101
