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java 的8種基本類型數(shù)值范圍計(jì)算過程

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java有8種基本類型,包括4種整型、2種浮點(diǎn)類型、1種用于表示Unicode編碼的字符單元的字符類型char和1種用于表示真值的boolean類型。

4種整型 分別是:int、short、long、byte.

類型存儲需求取值范圍
int4字節(jié)-2147 483 648~2147 483 647
short2字節(jié)-32768~32767
long8字節(jié)-9223372036854775808~9223372036854775807
byte1字節(jié)-128~127

解釋:

以byte 為例:1字節(jié)為8個(gè)2進(jìn)制位 由于java有任何無符號類型(unsigned type)所以在8個(gè)字節(jié)種有一個(gè)是符號位,7個(gè)是數(shù)值位 。

在計(jì)算機(jī)內(nèi),有符號數(shù)有3種表示法:原碼、反碼和補(bǔ)碼。 

[原碼]就是前面所介紹的二進(jìn)制定點(diǎn)表示法,即最高位為符號位,“0”表示正,“1”表示負(fù),其余位表示數(shù)值的大小。

[反碼]表示法規(guī)定:正數(shù)的反碼與其原碼相同;負(fù)數(shù)的反碼是對其原碼逐位取反,但符號位除外。

[補(bǔ)碼]表示法規(guī)定:正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同;負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的末位加1。(符號位也為記數(shù)位)

以補(bǔ)碼表示:最小數(shù)為1000 0000

1000 0000按照[補(bǔ)碼]的解釋為先減一,得到0111 1111,然后按位取反得到1000 0000,該結(jié)果為欲求負(fù)數(shù)的絕對值,所以結(jié)果是-128(和概念反著來求出該負(fù)數(shù))

因?yàn)檎欠创a不變:0111111 為最大數(shù) 原碼還是 01111111 即127

原碼

(1) 原碼:在數(shù)值前直接加一符號位的表示法。
例如: 符號位 數(shù)值位
[+7]原= 0 0000111 B
[-7]原= 1 0000111 B
注意:a. 數(shù)0的原碼有兩種形式:
定點(diǎn)小數(shù)表示方法

定點(diǎn)小數(shù)表示方法

[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B
b. 8位二進(jìn)制原碼的表示范圍:-127~+127

反碼

(2)反碼:
正數(shù):正數(shù)的反碼與原碼相同。
負(fù)數(shù):負(fù)數(shù)的反碼,符號位為“1”,數(shù)值部分按位取反。
浮點(diǎn)表示方法

浮點(diǎn)表示方法

例如: 符號位 數(shù)值位
[+7]反= 0 0000111 B
[-7]反= 1 1111000 B
注意:a. 數(shù)0的反碼也有兩種形式,即
[+0]反=00000000B
[- 0]反=11111111B
b. 8位二進(jìn)制反碼的表示范圍:-127~+127

補(bǔ)碼

(3)補(bǔ)碼的表示方法
1)模的概念:把一個(gè)計(jì)量單位稱之為;蚰(shù)。例如,時(shí)鐘是以12進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)循環(huán)的,即以12為模。在時(shí)鐘上,時(shí)針加上(正撥)12的整數(shù)位或減去(反撥)12的整數(shù)位,時(shí)針的位置不變。14點(diǎn)鐘在舍去模12后,成為(下午)2點(diǎn)鐘(14=14-12=2)。從0點(diǎn)出發(fā)逆時(shí)針撥10格即減去10小時(shí),也可看成從0點(diǎn)出發(fā)順時(shí)針撥2格(加上2小時(shí)),即2點(diǎn)(0-10=-10=-10+12=2)。因此,在模12的前提下,-10可映射為+2。由此可見,對于一個(gè)模數(shù)為12的循環(huán)系統(tǒng)來說,加2和減10的效果是一樣的;因此,在以12為模的系統(tǒng)中,凡是減10的運(yùn)算都可以用加2來代替,這就把減法問題轉(zhuǎn)化成加法問題了(注:計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)中只有加法器,所以大部分的運(yùn)算都必須最終轉(zhuǎn)換為加法)。10和2對模12而言互為補(bǔ)數(shù)。
同理,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件與寄存器都有一定字長的限制(假設(shè)字長為8),因此它的運(yùn)算也是一種模運(yùn)算。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿8位也就是256個(gè)數(shù)后會(huì)產(chǎn)生溢出,又從頭開始計(jì)數(shù)。產(chǎn)生溢出的量就是計(jì)數(shù)器的模,顯然,8位二進(jìn)制數(shù),它的模數(shù)為8=256。在計(jì)算中,兩個(gè)互補(bǔ)的數(shù)稱為“補(bǔ)碼”。
2)補(bǔ)碼的表示:
正數(shù):正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同。
負(fù)數(shù):負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼則是符號位為“1”。并且,這個(gè)“1”既是符號位,也是數(shù)值位。數(shù)值部分按位取反后再在末位(最低位)加1。也就是“反碼+1”。
例如: 符號位 數(shù)值位
[+7]補(bǔ)= 0 0000111 B
[-7]補(bǔ)= 1 1111001 B
補(bǔ)碼在微型機(jī)中是一種重要的編碼形式,請注意:
a. 采用補(bǔ)碼后,可以方便地將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化成加法運(yùn)算,運(yùn)算過程得到簡化。正數(shù)的補(bǔ)碼即是它所表示的數(shù)的真值,而負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼的數(shù)值部份卻不是它所表示的數(shù)的真值。采用補(bǔ)碼進(jìn)行運(yùn)算,所得結(jié)果仍為補(bǔ)碼。
b. 與原碼、反碼不同,數(shù)值0的補(bǔ)碼只有一個(gè),即 [0]補(bǔ)=00000000B。
c. 若字長為8位,則補(bǔ)碼所表示的范圍為-128~+127;進(jìn)行補(bǔ)碼運(yùn)算時(shí),應(yīng)注意所得結(jié)果不應(yīng)超過補(bǔ)碼所能表示數(shù)的范圍。

 

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