C語言 八進制 16進制 原碼 反碼 補碼 按位取反

C語言中8進制和16進制怎麼表示

C語言本身支持的三種輸入是:
1. 十進制。比如20,457; 
2. 十六進制,以0x開頭。比如0x7a; 
3. 八進制,以0開頭。比如05,0237

所以C語言沒有二進制輸入,最多可用函數去實現。


八進制數的表達方法

C/C++規定,一個數如果要指明它採用八進制,必須在它前面加上一個0(數字0),如:123是十進制,但0123則表示採用八進制。這就是八進制數在C、C++中的表達方法。

C和C++都沒有提供二進制數的表達方法

現在,對於同樣一個數,比如是100,我們在代碼中可以用平常的10進製表達,例如在變量初始化時:

int a = 100;

我們也可以這樣寫:

int a = 0144; //0144是八進制的100;


八進制數在轉義符中的使用

我們學過用一個轉義符'/'加上一個特殊字母來表示某個字符的方法,如:'\n'表示換行(line),而'\t'表示Tab字符,'\''則表示單引號。今天我們又學習了另一種使用轉義符的方法:轉義符'\'後面接一個八進制數,用於表示ASCII碼等於該值的字符。

比如,查一下ASCII碼錶,我們找到問號字符(?)的ASCII值是63,那麼我們可以把它轉換爲八進值:77,然後用 '\77'來表示'?'。由於是八進制,所以本應寫成 '\077',但因爲C/C++規定不允許使用斜槓加10進制數來表示字符,所以這裏的0可以不寫。

例如:

printf("\077\n\77\n")

則輸出結果爲:

?

?

16進制的表示:以0X或0x開頭的數字序列(數字0)

如24就是0x018

另外,A=10,B=11,C=12,D=13,E=14,F=15

例如

#include <stdio.h>
main()
{
int a=0x018,b=24,c=016;
printf("%d\n",a);
printf("%d\n",b);
printf("%d\n",c);
}

結果爲

24

24

14

原碼,反碼及補碼

概述
  在計算機內,有符號數有3種表示法:原碼、反碼和補碼。

  在計算機中,數據是以補碼的形式存儲的,所以補碼在c語言的教學中有比較重要的地位,而講解補碼必須涉及到原碼、反碼。

詳細釋義
所謂原碼就是二進制定點表示法,即最高位爲符號位,“0”表示正,“1”表示負,其餘位表示數值的大小。   

反碼錶示法規定:正數的反碼與其原碼相同;負數的反碼是對其原碼逐位取反,但符號位除外。   

補碼錶示法規定:正數的補碼與其原碼相同;負數的補碼是在其反碼的末位加1。

原碼、反碼和補碼的表示方法

定點整數表示方法
原碼
在數值前直接加一符號位的表示法。  

例如: 符號位 數值位  

[+7]原= 0 0000111 B   

[-7]原= 1 0000111 B   

注意:

a. 數0的原碼有兩種形式:

[+0]原= 00000000B

[-0]原= 10000000B   

b. 8位二進制原碼的表示範圍:-127~+127


定點小數表示方法

反碼
正數:正數的反碼與原碼相同。

負數:負數的反碼,符號位爲“1”,數值部分按位取反。

例如: 符號位 數值位

[+7]反= 0 0000111 B

[-7]反= 1 1111000 B

注意:

a. 數0的反碼也有兩種形式,即

[+0]反=00000000B

[- 0]反=11111111B

b. 8位二進制反碼的表示範圍:-127~+127

補碼
1)模的概念:把一個計量單位稱之爲模或模數。

例如,時鐘是以12進制進行計數循環的,即以12爲模。在時鐘上,時針加上(正撥)12的整數位或減去(反撥)12的整數位,時針的位置不變。

對於一個模數爲12的循環系統來說,加2和減10的效果是一樣的;因此,在以12爲模的系統中,凡是減10的運算都可以用加2來代替,這就把減法問題轉化成加法問題了(注:計算機的硬件結構中只有加法器,所以大部分的運算都必須最終轉換爲加法)。

10和2對模12而言互爲補數。   

同理,計算機的運算部件與寄存器都有一定字長的限制(假設字長爲8),因此它的運算也是一種模運算。當計數器計滿8位也就是256個數後會產生溢出,又從頭開始計數。產生溢出的量就是計數器的模,顯然,8位二進制數,它的模數爲2^8=256。在計算中,兩個互補的數稱爲“補碼”。   

2)補碼的表示:  

正數:正數的補碼和原碼相同。

負數:負數的補碼則是符號位爲“1”。並且,這個“1”既是符號位,也是數值位。數值部分按位取反後再在末位(最低位)加1。也就是“反碼+1”。

例如: 符號位 數值位

[+7]補= 0 0000111 B

[-7]補= 1 1111001 B

補碼在微型機中是一種重要的編碼形式,請注意:

a. 採用補碼後,可以方便地將減法運算轉化成加法運算,運算過程得到簡化。

正數的補碼即是它所表示的數的真值,而負數的補碼的數值部份卻不是它所表示的數的真值。

採用補碼進行運算,所得結果仍爲補碼。

b. 與原碼、反碼不同,數值0的補碼只有一個,即

[0]補=00000000B。

若字長爲8位,則補碼所表示的範圍爲-128~+127;進行補碼運算時,應注意所得結果不應超過補碼所能表示數的範圍。

原碼、反碼和補碼之間的轉換
由於正數的原碼、補碼、反碼錶示方法均相同,不需轉換。

在此,僅以負數情況分析。
(1) 已知原碼,求補碼。
  例:已知某數X的原碼爲10110100B,試求X的補碼和反碼

解:由[X]原=10110100B知,X爲負數。求其反碼時,符號位不變,數值部分按位求反;求其補碼時,再在其反碼的末位加1。

1 0 1 1 0 1 0 0 原碼

1 1 0 0 1 0 1 1 反碼,符號位不變,數值位取反

1 +1

1 1 0 0 1 1 0 0 補碼

故:[X]補=11001100B,[X]反=11001011B。
(2) 已知補碼,求原碼。
分析:按照求負數補碼的逆過程,數值部分應是最低位減1,然後取反。但是對二進制數來說,先減1後取反和先取反後加1得到的結果是一樣的,故仍可採用取反加1 有方法。

例:已知某數X的補碼11101110B,試求其原碼。

解:由[X]補=11101110B知,X爲負數。

1 1 1 0 1 1 1 0 補碼

1 1 1 0 1 1 0 1 反碼(減1)

1 0 0 1 0 0 1 0 原碼(符號位不變,其它取反)   


 有符號數運算時的溢出問題

比如在32位機上1的原碼是(十六進制) 0000 0001,那麼它的反碼是
1111 1110。

補碼也是:1111 1110。
補碼:正數的補碼就是其反碼(也是其原碼), 負數的補碼是其原碼按位取反,並在末位加一,所以
1 的補碼也是0000 0001
而-1 的補碼 是 1111 1110 再末位加1, 變成 1111 1111
即32位機器上-1的補碼是 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

換算成十六進制就是ffff ffff

見下面的例子:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=1,b=-1;
printf("%x\n",a);
printf("%x\n",b);
printf("%X\n",a);
printf("%X\n",b);
}

結果:

1
ffffffff
1
FFFFFFFF


typedef unsigned short int Uint16;
Uint16 a=10;
Uint16 b=20;
那麼Uint16 c= a-b得到65526,
short int d=a-b得到-10,


C語言按位取反運算符~

注意:C語言的按位取反運算,對於符號位同樣取反

C語言~12 按位取反的結果 是什麼?

short 型爲例 12的二進制爲0000 1100

取反便成了。1111 0011

而這個數用帶符號的整形(%d打印出)表示爲-13

------------------------

負數的絕對值等於: 取反 + 1

1111 0011 取反加1爲0000 1101 = 13

所以爲-13

最高位爲符號位

-----------------------------------

printf("%x,%d\n",~7,~7);//輸出:fffffff8,-8

源碼編譯環境vs.net2005、32位機

//.NETCLR規定整型變量默認爲int類型,也就是說此處的7在內存中佔有4個字節。

00000000 00000000 00000000 00000111(7)

按位取反運算 
11111111 11111111 11111111 11111000 
printf("%x\n",~7)//十六進制輸出:fffffff8
printf("%d\n",~7)//十進制輸出 :-8

之所以出現-8在於結果溢出,比如

printf("%u\n",~7)//十進制輸出 :4294967288

因此,輸出結果爲-8在於超過了int的範圍



發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章