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的表示，而眾所周知，絕對值相等的兩個正負數之和為0。

假設我們有正數 0000 0000 0000 1111，我們如何表示其相反數呢？一般我們的思路是，找一個數，跟它相加的結果等于0，但是我們發現，要找出一個與它相加后結果等于0的數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果是1111 1111 1111 1111的數，然后該數+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的呢？

首先，找出一個數與它加起來結果是全1的，這個數便是它的反碼，然后這個數再加1，這便是它的相反數了，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，所有數據的表示方式都是以補碼形式來表示

(2)正數：原碼、反碼、補碼相同

(3)負數：符號位為1，其余各位是對原碼取反，然后整個數加1

(4)~按位取反（反碼加1稱為補碼。）步驟就是先求出這個數（因為java存的數是補碼）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的補碼

2. 取反(~)運算

（1）n=37 ，二進制數就是 100101

因為在Java中，所有數據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 中的數據類型默認為int，int數據類型的長度為4個字節，就是32bit的意思，因此，n=100101的原碼=補碼（因為是正數，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，意思是取反后的數字為負數，負數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虛擬機的運算結果

（2）n= - 4， 取反 （~-4）。注意：Java中，所有數據的表示方式都是以補碼形式

補碼：10000000 00000000 00000000 00000100 （java所有數據的表示方式都是以補碼形式，所以把-4用二進制表現出來就是某個數的補碼，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，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日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業資訊頻道。