原码、反码、补码与移码详解

        在计算机系统中，原码、反码、补码与移码是用来做什么的？分别又有什么作用？它们为什么会出现？下面通过这篇文章，咱们就来谈谈四码的相关知识点。

目录

1、原码、反码、补码与移码的表示同一数字的形式是怎样的？

2、为什么需要这些码？

---

1、原码、反码、补码与移码的表示同一数字的形式是怎样的？

        原码：是最直接的表达方式，亦是编程人员最为直观接触的方式，其最高位表是符号位，即最高位0表示正数、1表示负数。

        反码：主要是为了方便计算机做减法运算而存在，因为计算机做加法运算比减法运算更为容易。正数的反码=原码、负数的反码书除符号位外的值取反（0变1、1变0）.

        补码：是目前计算机系统中最常用来表示有符号整数的方法，可以将加法和减法统一处理，并且避免了加法中的进位丢失问题。正数的补码=原码、负数的补码是其原码的反码加1。

        移码：是补码的一种变形，通常用于表示浮点数的阶码（此处可能打架还未接触过，不过没关系，作者会在后续的章节补充基于IE754的浮点数与二进制和十进制的解析。浮点数的解析是很有意思的，以前在迪子承担工程师时就针对此问题做了实际分析与应用）。移码是将补码的每一位数值位加1。

下表是实例：

编码类型	10	-10
原码	01010	11010
反码	01010	10101
补码	01010	10110
移码	11010	00110

2、为什么需要这些码？

        解：刚才在上面已经说过了，是为了方便计算机更容易进行运算。

        如：

                原码：直观、简单

                反码：

                        简化减法：在计算机中，加法比减法更容易实现，所以使用加法器进行减法运算。

                                如：2-3 = 0010-0011

                                反码转换：0010 + 1100 = 1110 = -1

                        避免0的两种表示：在反码表中，0的表达式只有全0，而原码有+0与-0。

                补码：

                        简化硬件：减法与加法共用一个加法器实现。

                        避免进位丢失：在补码运算中，最高位的进位是可以被忽略的。因为它是由于符号位产生的，如此便不会丢失真正的数值信息。

                        统一表示：补码系统中加法与减法运算操作是一致的。

                        范围对称：在补码系统中，负数与正数的范围是对称的。如：8位补码，可表示的范围是-128~127。

                移码：

                        简化比较：在浮点数表示中，使指数部分的比较变得更加简单，因为移码本质上就是一个无符号数。

                        避免负0：使用移码表示指数不会出现负零的情况，更加简化了浮点数的比较和处理。

                        提高效率：在浮点运算中，移码可以更加高效的实现指数的加减运算。

                        对浮点数感兴趣的朋友，可以持续关注作者后续文章，将分出两章讲解浮点数的表示形式以及精度与舍入等基于IEEE754的标准。（为方便大家一目了然，最近作者会梳理这部分知识点，尽量用大白话讲明白）。

                        

        以上便是关于原码、反码、补码与移码存在的意义，相信读了这篇文章后，大家对计算机更加熟悉，后续我们会逐渐刨析计算机内部原理与实现方式。计算机其实就是一个傻瓜。