补码到底是个什么东西 什么是补码
什么是补码 补码到底是个什么东西
概述
先引入一个前提，在计算机中数字是以二进制进行存储的，也就是我们看到的2，在计算机中存储的是10。我们进行的加法运算 2+1=3 在计算机中是这样的 这里先假设计算机存储的是4位二进制数字 0010+0001=0011
很容以看的出来，4为二进制数能表示的最大数字是1111，就像两位十进制数表示的最大数字是99一样。那如果在进行加法运算时，结果超出存储的容量怎么办？比如：9+9=18 二进制表示为：1001+1001=10010，但是，因为只能存储4位数的原因，最高位丢了，结果变成了 0010，也就是2，这时是发生了溢出的。在做运算时要避免数值发生溢出 当然，现在计算机存储的数字为64位，日常使用完全不用担心
运算不光有加法，还有减乘除。乘法就是多次加法，除法就是多次减法。那么减法如何实现呢？在刚开始的时候，计算机只能进行加法运算，这时一部分人想办法让其能够直接进行减法计算，而另一部分人想通过加法来实现减法，最终后者先给出了解决方案。 只是我臆想的情景
通过加法来实现减法
还记得上面提到的，四位二进制数表示的最大数字为15，当发生溢出时：
16=二进制：10000 = 0
17=二进制：10001 = 1
显然，去掉最高位等于减去16
那么能不能利用加法溢出来实现减法呢？下面简单推倒一下：
9-2=7 若要实现 9+x=7 那么利用溢出的原理，就要实现 9+x=7+16=23 简单的解一下方程 x=23-9=14 ， 很好，来验证一下：
9+14 的二进制表示为：1001+1110=10111 最高位溢出，结果为：0111 也就是7，完美。
下面问题来了：如何将上边的2转成14呢？也就是讲二进制的0010转成1110。他们有什么关系呢？
伟大的数学科学家前辈们总结出了规律。并发明了反码和补码的概念。补码就是上面转换后的14。
原码=按位取反=反码
反码=加１=补码
虽然不知道这个规律是如何找出来的，但经过无数次验证，确实是这样。
引入负数
当引入了负数的概念时，为了表示正负，规定第一位为符号位 ０为正，１为负，因为引入符号位，原来的４位数，能表示的最大值也变成了0111。
因为负数的引入，现在所有的减法都可以当做加法来实现了，9-2=9+ -2，或者说9+ -2=9-2。计算仍然是通过补码来实现。
负数的补码为：符号位不变按位取反，再加１
正数的补码为：它本身
负数的补码很好理解，就是上面总结的规律，利用加法来实现减法。正数的补码为啥是它本身呢？你看刚才分析的减法，只有被减数进行了转换，减数没变吧。很好理解。其实也是为了可以统一进行处理，引入补码后，正负数可以使用一套加减法规则进行计算。
简单实验一下：
2+ -4=-2
-4 = 二进制表示：1100 = 补码：1100
2 = 二进制表示：0010 = 补码：0010
1100+0010=1110 补码
将计算结果再转成原码 1010，-2没毛病
然后，有一个尴尬的问题，正数的0为: 0000，负数的0为：1000，同一个数字，但是换成补码后，你会发现是同一个数字: 0000。
总结一下：利用补码计算，就是通过加法来实现减法运算，是利用了计算机存储位数有限，超出发生溢出并丢失最高位的特性。
不知道补码是哪位伟大的科学家发明的，前人栽树后人乘凉，膜拜。
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