最近有一个问题比较困扰我,为什么计算机中整数的范围是-32768~32767。看了几篇程序猿的文章后,感觉有一点明白了。可以从两个方面来理解。
从二进制原码的角度来说
最小的负数应该是1111 1111 1111 1111=-(pow(2,15)-1)=-32767(最高位为符号位,不参与运算)。用十进制表示时,-32767~32767一共有32767*2+1=65535个数,但用二进制表示时,16位一共可以表示pow(2,16)=65536个数。这是因为用二进制表示时0有两种表示方法,0000 0000 0000 0000和1000 0000 0000 0000(+0和-0),而十进制中我们只算了一种。我们再来看看原码的正0和负0:0000000000000000和1000000000000000,补码表示中,前者的补码还是0000000000000000,后者经过非符号位取反加1后,同样变成了0000000000000000,也就是正0和负0在补码系统中的编码是一样的。总结:十进制和补码中的零都只有一种,而原码有两种表示方法。但是我们知道补码也有16位,所以和原码一样也可以表示65536个数,而补码中少了一种零的表示方法,也就是补码中会比原码多一个编码出来,这个编码就是1000000000000000,因为任何一个原码都不可能在转成补码时变成1000000000000000。所以,人为规定1000000000000000这个补码编码为-32768。
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