为什么short类型取值范围为-32768~32767

来源:互联网 发布:用友软件公司简介 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 12:55

先说说二进制的补码和原码。

1、补码(two's complement) 1、在计算机系统中,数值一律用补码来表示(存储)。主要原因:使用补码,可以将符号位和其它位统一处理;同时,减法也可按加法来处理。另外,两个用补码表示的数相加时,如果最高位(符号位)有进位,则进位被舍弃。 2、补码与原码的转换过程几乎是相同的。

2、原码与补码的转换都是,(1)正数的补码和原码相同。(2)负数的补码是保留符号位,其余取反,再加1。(或者理解为其绝对值的补码,按位取反,再加1)(3)补码的补码就是原码。

3、-32768的补码为1000,0000,0000,0000。如果按正常的补码运算,转换为源码为,0000,0000,0000,0000。其实是0,但因为+0和-0的补码都是0000,0000,0000,0000,就多出了一个补码,人为规定1000,0000,0000,0000为-32768.

 

如果以最高位为符号位,二进制原码最大为0111111111111111=2的15次方减1=32767
最小为1111111111111111=-2的15次方减1=-32767
此时0有两种表示方法,即正0和负0:0000000000000000=1000000000000000=0
所以,二进制原码表示时,范围是-32767~-0和0~32767,因为有两个零的存在,所以不同的数值个数一共只有2的16次方减1个,比16位二进制能够提供的2的16次方个编码少1个。
但是计算机中采用二进制补码存储数据,即正数编码不变,从0000000000000000到0111111111111111依旧表示0到32767,而负数需要把除符号位以后的部分取反加1,即-32767的补码为1000000000000001。
到此,再来看原码的正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。但是,我们知道,16位二进制数可以表示2的16次方个编码,而在补码中零的编码只有一个,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。
所以,补码系统中,范围是-32768~32767。
因此,实际上,二进制的最小数确实是1111111111111111,只是二进制补码的最小值才是1000000000000000,而补码的1111111111111111是二进制值的-1。
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