Java利用補碼進行計算的原因是什么

本篇文章給大家分享的是有關(guān)Java利用補碼進行計算的原因是什么，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

我們主要要解決的問題就是負數(shù)的表示，而眾所周知，絕對值相等的兩個正負數(shù)之和為0。

假設我們有正數(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（因為要計算進位），所以，為何不找出一個與它相加后結(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相反數(shù)的呢？

首先，找出一個數(shù)與它加起來結(jié)果是全1的，這個數(shù)便是它的反碼，然后這個數(shù)再加1，這便是它的相反數(shù)了，也是我們說的補碼。

我們檢驗一下0的情況，0000 + 1111 + 1 =（1）0000，其中1111 + 1 = （1）0000 = 0000，即+0和-0的二進制表示均為0000。

一個小小的例子解釋了為何補碼需要原碼取反之后再加1，是不是很神奇？

補充知識：java 原碼、反碼、補碼計算 以及 取反(~)運算

1. 原碼、反碼、補碼：

(1)在Java中，所有數(shù)據(jù)的表示方式都是以補碼形式來表示

(2)正數(shù)：原碼、反碼、補碼相同

(3)負數(shù)：符號位為1，其余各位是對原碼取反，然后整個數(shù)加1

(4)~按位取反（反碼加1稱為補碼。）步驟就是先求出這個數(shù)（因為java存的數(shù)是補碼）的原碼，然后對原碼取反得到X，這個X就是我們要求的那個數(shù)的補碼

2. 取反(~)運算

（1）n=37 ，二進制數(shù)就是 100101

因為在Java中，所有數(shù)據(jù)的表示方式都是以補碼形式來表示，如果沒有特別的說明，Java 中的數(shù)據(jù)類型默認為int，int數(shù)據(jù)類型的長度為4個字節(jié)，就是32bit的意思，因此，n=100101的原碼=補碼（因為是正數(shù)，所以原=補=反）運算過程就是：

原碼：00000000 00000000 00000000 00100101 ＝37

~n（對n的原碼） 取反運算得： 11111111 11111111 11111111 11011010 很明顯，最高位是1，意思是取反后的數(shù)字為負數(shù)，負數(shù)的補碼是其絕對值的原碼取反，末尾再加1，因此，我們可將這個二進制數(shù)的補碼進行還原：

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 這個就是~n的絕對值形式，|~n|=38 ，

所以，~n＝－38，這個就是Java虛擬機的運算結(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碼形式

補碼：10000000 00000000 00000000 00000100 （java所有數(shù)據(jù)的表示方式都是以補碼形式，所以把-4用二進制表現(xiàn)出來就是某個數(shù)的補碼，只是我們看到的是-4）

反碼：10000000 00000000 00000000 00000011

原碼：11111111 11111111 11111111 11111100

對原碼取反：00000000 00000000 00000000 00000011 （3）

因為是正數(shù)，所以補碼等于原碼等于反碼= 3，所以~-4 = 3

以上就是Java利用補碼進行計算的原因是什么，小編相信有部分知識點可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿姷交蛴玫降?。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。