Doplnok 2s v C sa generuje z doplnku 1 v C. Ako vieme, doplnok 1s binárneho čísla je vytvorený transformáciou bitu 1 na 0 a 0 na 1; 2s doplnok binárneho čísla sa generuje pridaním jednotky k 1s doplnku binárneho čísla.
V skratke môžeme povedať, že dvojkový doplnok v C je definovaný ako súčet jedničkového doplnku v C a jedničky.
Na obrázku vyššie sa binárne číslo rovná 00010100 a jeho jeden doplnok sa vypočíta transformáciou bitu 1 na 0 a 0 na 1 naopak. Preto sa jeden doplnok stane 11101011. Po vypočítaní svojho doplnku vypočítame dvojku tak, že k doplnku jedničky pripočítame 1 a výsledkom je 11101100.
Vytvorme program 2s doplnku.
#include int main() { int n; // variable declaration printf('Enter the number of bits do you want to enter :'); scanf('%d',&n); char binary[n+1]; // binary array declaration; char onescomplement[n+1]; // onescomplement array declaration char twoscomplement[n+1]; // twoscomplement array declaration int carry=1; // variable initialization printf('
Enter the binary number : '); scanf('%s', binary); printf('%s', binary); printf('
The ones complement of the binary number is :'); // Finding onescomplement in C for(int i=0;i<n;i++) { if(binary[i]="='0')" onescomplement[i]="1" ; else } onescomplement[n]=" " printf('%s',onescomplement); printf('
the twos complement of a binary number is : '); finding twoscomplement in c for(int i="n-1;">=0; i--) { if(onescomplement[i] == '1' && carry == 1) { twoscomplement[i] = '0'; } else if(onescomplement[i] == '0' && carry == 1) { twoscomplement[i] = '1'; carry = 0; } else { twoscomplement[i] = onescomplement[i]; } } twoscomplement[n]=' '; printf('%s',twoscomplement); return 0; } </n;i++)> Výkon
Analýza vyššie uvedeného programu,
- Najprv zadáme počet bitov a ten sa uloží do n premenná.
- Po zadaní počtu bitov deklarujeme pole znakov, t.j. binárny znak[n+1], ktorý obsahuje binárne číslo. ' n ' je počet bitov, ktoré sme zadali v predchádzajúcom kroku; v podstate definuje veľkosť poľa.
- Deklarujeme ďalšie dve polia, t.j. jeden doplnok[n+1] , a dvojkomplement[n+1]. The jeden doplnok[n+1] pole obsahuje jedničky doplnku binárneho čísla, zatiaľ čo dvojkomplement[n+1] pole obsahuje dvojkový doplnok binárneho čísla.
- Inicializujte niesť premennej a priraďte tejto premennej 1 hodnotu.
- Po deklaráciách zadáme binárne číslo.
- Teraz jednoducho vypočítame jeden doplnok binárneho čísla. Aby sme to dosiahli, vytvoríme a slučka ktorý sa iteruje v binárnom poli, for(int i=0;i
- Po výpočte vlastného doplnku vygenerujeme 2s doplnok binárneho čísla. Aby sme to dosiahli, vytvoríme a slučka ktorý iteruje od posledného prvku k počiatočnému prvku. V slučke for máme tri podmienky:
- Ak je bit onecomplement[i] 1 a hodnota carry je 1, potom dáme 0 do twocomplement[i].
- Ak je bit onecomplement[i] 0 a hodnota carry je 1, potom vložíme 1 do dvoch doplnkov[i] a 0 do carry.
- Ak sú vyššie uvedené dve podmienky nepravdivé, potom jeden doplnok[i] sa rovná dvom doplnkom[i].
Celé čísla so znamienkom sú často reprezentované v C pomocou dvojkový doplnok zápisu . Pomocou toho istého binárne zobrazenie ponúka mechanizmus na vyjadrenie oboch pozitívne a záporné celé čísla . The najvýznamnejší bit (MSB) sa používa ako znamenie bit v zastúpenie dvoch doplnkov , kde 0 označuje a kladné celé číslo , a 1 označuje a záporné číslo .
Počnúc a záporné čísla absolútnu hodnotu v binárnej forme, môžete si vziať vlastný doplnok (bitová negácia) tejto hodnoty získať dvojkový doplnok zastúpenie záporné celé číslo . Ty pridáš 1 k výsledná hodnota získať zastúpenie dvojkový doplnok .
The kódovanie s dvojkovým doplnkom v C môže predstavovať celé čísla so znamienkom a dokáže vykonávať rýchle aritmetické operácie. Jednou z výhod využitia dvoch doplnkov je schopnosť robiť doplnenie a odčítanie pomocou rovnakých binárnych operácií ako pre čísla bez znamienka.
The binárne čísla sa sčítavajú ako celé čísla bez znamienka pri pridávaní dvojkového doplnku. Vynesenie z miesta hlavný kritický bit sa len ignoruje. Vzhľadom na túto skutočnosť manipulácia podpísané čísla inak nie je potrebné a pridávanie sa stáva jednoduchým.
Zvážte pridanie -5 a -3 pomocou 8-bitový dvojkový doplnok zastupovanie, napr.
Binárne číslo pre -5 je 11111011.
Binárne číslo pre -3 je 11111101 .
vykonávanie doplnenia:
11111011 (-5) + 11111101 (-3) ------------- 111110100 (-8)
Odpoveď je 111110100 , ktorý v dvojkový doplnok rovná sa -8 .
Podobne ako pri sčítaní môže byť odčítanie uskutočnené ošetrením druhý operand dvojkový doplnok, ako keby to bol sčítanie. Inými slovami, pridáte dvojkový doplnok záporného čísla k prvému operandu, aby ste ho odstránili.
Napríklad, keď -3 sa odpočítava od -5 :
binárne, -5 je zastúpený 11111011 a -(-3) podľa 00000011 (dva doplnok -3 )
Vykonanie odčítania
11111011 (-5) + 00000011 (+3) ------------- 11111110 (-8)
Výsledkom je 11111110 , čo sa v dvojkom doplnku rovná -8 .
Záver:
V C, 2s doplniť je binárne vyjadrenie záporného čísla, ktoré sa vytvorí pridaním jednotky k číslu 1s doplniť . Počítačové systémy často využívajú túto myšlienku na reprezentáciu čísel so znamienkom a na efektívne vykonávanie aritmetických operácií.
Ak chcete získať 2s doplniť binárneho celého čísla, treba najprv určiť 1s doplniť čísla preklápaním bitov. Po tom, zastúpenie 2s doplniť sa získava pomocou pridanie jedného k 1s doplniť . The najvýznamnejší bit (MSB) bude fungovať ako znakový bit vyjadrením toho, či číslo je pozitívne alebo negatívne .
Výpočet 2s doplniť pre dané binárne celé číslo je uvedené v priloženom programe C. Používateľ je vyzvaný na zadanie oboch binárne číslo a počet bitov. Potom program vykoná požadované postupy na získanie doplnku 1s a potom 2s doplniť . Potom sa zobrazia zistenia.
V informatike a programovaní je dôležité pochopiť 2s doplniť reprezentáciu, pretože umožňuje efektívne zaobchádzať so zápornými hodnotami vyjadrenými binárne. To robí sčítanie, odčítanie , a logické operácie jednoduchšie na oboch pozitívne a záporné čísla . Rozsah reprezentovateľné celé čísla je symetrický okolo nula v dôsledku 2s doplniť reprezentácia, vďaka čomu je vhodná pre rôzne numerické operácie.
Programátori môžu vykonávať aritmetické operácie, pracovať s binárnymi údajmi a navrhovať algoritmy pomocou celých čísel so znamienkom v C a iných programovacích jazykoch tak, že pochopia myšlienku doplnku 2s a správne ju použijú.