C-当负数始终被编码为其二进制数的2的补码时，负数字符中的有符号位-128在哪里？

如何解决C-当负数始终被编码为其二进制数的2的补码时，负数字符中的有符号位-128在哪里？

• 我知道有符号整数中的最高有效位用于对符号进行编码。
• 我还得到一个负整数几乎总是被编码为其二进制数的2的补码。

我无法调和上述两个事实。

如果我们看一下-128的示例，则在对它进行编码时将采取以下步骤

1. 计算出128的等效二进制数：10000000
2. 取1的补码：01111111
3. 将1的补码加1可获得2的补码：10000000

我的问题是：sign bit在哪里为负整数？换句话说，我想了解如何将10000000解码为- 128而不是- 0

1. 如果使用最左边的1（MSB）来编码-128的负号，那是否不给我们留下7位二进制0000000，其十进制等效值为0（而不是-128）？
2. 或者，计算机（当然是数字地）（对存储在某个内存位置的负整数执行计算时）以相反的顺序执行上述步骤1-3，以解码1字节char的值认为1是最高有效位（而不是0）？
3. 或者是对-128中的第8位（2 ^ 7）的符号和位进行MSB编码。

我已经看到了this的问题，但是我的问题有所不同，因为我非常清楚+128不能存储在1字节中，因为它的带符号二进制文件将转换为0100000000，这需要9位

解决方法

负整数的符号位在哪里？

Door #3：“或者MSB对-128中的第8位（2 ^ 7）的符号和位进行编码

具有8位带符号的char，编码为 2的补码，M为7，并且...

符号位的值为-（2 ^M ）（C17dr§6.2.6.2 2）

10000000是-128 + 0 * 64 + 0 * 32 + 0 * 16 + 0 * 8 + 0 * 4 + 0 * 2 + 0 * 1-> -128

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如果我们在这里查看-128的示例，则在存储它时将执行以下步骤……

在存储时，在计算/转换时不行。当编译器正在处理源代码中的-128时，或者当我们在纸上看到并使用它时，我们将进行所需的任何计算。我们可以根据需要使用纸上的位或数字或标记。当我们得出最终答案时，然后具有最终含义。中间步骤不必以相同的方式使用位。

给出“ 128”，我们以纯二进制（无符号）计算得出这是10000000。然后，我们可以通过将这些位补至01111111并加1（仍为纯二进制，无符号）来获得10000000，从而计算其补码表示形式。

解释该字节时，包括将其用于算术运算或从二进制补码表示转换为十进制时，高位将被解释为符号位。但是，同样，我们不需要在整个计算过程中以相同的方式使用位。我们可以取10000000，看到高位被设置为告诉我们数字为负，然后像以前一样对其进行二进制补码：将这些位补至01111111，然后再加1以得到10000000。现在我们有相同的位，但是它们是纯二进制数，没有符号。它们代表128，我们知道它是负数，因为我们较早地观察到原始符号。

还要注意，signed char x和unsigned char y使用相同的位模式来表示不同的值。当x具有位模式11111111时，它表示-1。当y的位模式为11111111时，它表示255。为实现此目的，编译器将对x进行的操作与对y进行的操作使用不同的指令。使用带符号类型与使用无符号类型有不同的说明。 （它们中的许多在很大程度上重叠；加法和减法通常使用相同的指令执行，但是标志结果的解释不同，以检测溢出和其他情况。）

此外，对于此单字节示例，编译器通常不将其作为char使用。在源文本中，128是一个int常量。在内部，编译器可能会将128转换为32位int，然后将其取反以使−128变为11111111111111111111111110000000位，然后将其存储在签名的char中，取低8位10000000。（这可能因编译器而异。）

有趣的是，此边界问题确实会影响-2147483648的类型。考虑一个使用32位int和64位long的C实现。 −2,147,483,648可在32位int中表示，但是在C语法中，-2147483648不是常数，而是-和2147483648的组合。并且，由于无法用32位表示2,648，因此long是常数。因此-2147483648的类型为long。您可以使用以下方法进行验证：

printf("%zu %zu\n",sizeof -2147483647,sizeof -2147483648);

它将在C实现中使用32位int打印“ 4 8”。

（这提出了INT_MIN的定义方式。它的值必须为−2,648，但类型必须为int。）

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虽然到目前为止，补数是表示带符号整数值的最常见方法，但这不是唯一的方法，C不需要补数表示。

请注意，您不能仅用 any 表示形式中的8位表示 signed productVariations-您可以用1表示范围128 '补码或符号幅度，或二进制补码中的范围[-127..127]。因此，根据定义， 您需要8位以上的位来表示带符号的[-128...127]：

128

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对于任何使用整数值的数据类型，例如“ int”，“ short”，“ byte”，“ char”，“ long”（除“ unsigned”之外），其值范围为：（-1 * 2 ^{（总位-1）}）到（2 ^{（总位-1）}）-1 。并且最左边的位用作符号位。

对于char数据类型，其大小为1字节s号。的位是8位。 1最左边的位用于符号，剩余的位用于值。所以我们得到的没有符号的值来自

0至127，即（00000000） ₂ 至（01111111） ₂

，当它与符号位一起时，范围为

-128至-1，即（10000000） ₂ 至（11111111） ₂ 。

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确切的布局取决于计算机上的 （CPU），但取决于C上的不是。编译器是为特定计算机构建的，并且知道如何指示其处理没错。