計算機中一個byte的存儲范圍是多少

這篇文章主要介紹“計算機中一個byte的存儲范圍是多少”，在日常操作中，相信很多人在計算機中一個byte的存儲范圍是多少問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”計算機中一個byte的存儲范圍是多少”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

我們知道，對于有符號類型，計算機在處理的時候會把最高位當做符號位，0表示正數，1表示負數。舉例來說（以下舉例均針對8位有符號數）：

0000 0001即為1，1000 0001即為-1，那么很容易得到8位有符號數值的表示范圍應該是1111 1111 ~ 0111 1111，也就是-127~127，問題來了，-128是怎么來的呢？

在說明這個問題之前，先來補充點額外的知識：

在計算機的存儲和計算中，統一的是采用補碼進行處理和運算的，在弄清楚采用補碼的好處之前，我們需要明確如下三個概念：

原碼：是一種計算機中對數字的二進制定點表示方法。原碼表示法在數值前面增加了一位符號位（即最高位為符號位）：正數該位為0，負數該位為1（0有兩種表示：+0和-0），其余位表示數值的大小。

反碼：正數的反碼與其原碼相同；負數的反碼是對其原碼逐位取反，但符號位除外。

補碼：正數的補碼與其原碼相同；負數的補碼等于其反碼+1。

很明顯，文章開頭的舉例即是原碼，它很符合我們的直觀感覺，但是在計算的時候麻煩就來了，如果直接運算，例如1+（-1）=0，運算的時候0000 0001 + 1000 0001 = 1000 0010（-2），很顯然是錯誤的，因此符號位和數值位必須分開處理！這會增加計算機的硬件開銷。我們換成補碼試試，1的原碼0000 0001，反碼0000 0001，補碼0000 0001（正數三者一致）；-1的原碼1000 0001，反碼1111 1110，補碼1111 1111（1111 1110 + 0000 0001）；因此1+（-1）用補碼來運算就是0000 0001 + 1111 11111 = 0000 0000（最高位溢出舍棄）,結果是正確的。

由此可見，可以將減法運算轉化成加法運算，計算機只需要實現加法電路即可，并且原碼到補碼的轉換和補碼到原碼的轉換過程是完全一致的，為什么？可以簡單證明如下：

假設32位機器，X為負數(最高位是符號位，對于負數，即為1)，則有X(絕對值)+X(反)=0xFFFFFFFFF，因此X(絕對值)+X(反)+1=0xFFFFFFFFF+1=0；所以得到 0-X(絕對值)=X(反)+1，根據之前的定義X(反)+1即為X的補碼，于是有X(補)=X(反)+1=0-X(絕對值)；

1）那么對于A、B>0，令K=-B，顯然K是負數，那么有A-B=A+(0-K(絕對值))=A+K(補)，減法運算就轉化成了加法運算。

2）X(絕對值)=0-X(補);兩邊同時乘以-1 得到-X(絕對值)=-0-(-X(補))=0-(X(補(絕對值)))=X(補)(反)＋1；-X(絕對值)即為原碼X；因此上式說明了原碼X等于X的補碼取反后加一，也就是說X補碼的補碼就是原碼。不論是原碼求補碼還是補碼求原碼方式完全一致。

回到最開始的問題，8位有符號數值的最小值為什么是-128而不是-127呢，我們列出來部分原碼、反碼和補碼的對照表看看：

從上表中我們可以看出，0在原碼和反碼中有兩種表示方式，而對應的補碼只有一種表示方式，-128在原碼和反碼中無法表示，在補碼中卻可以表示（用-127的補碼1000 0001減1得到1000 0000）。而計算機中數值以補碼形式存儲和運算，當然-128可以表示出來，因此8位有符號數值的范圍是-128～127，同理其他位數（16、32、64）也可以以此類推。

說白了就是 在 -0 跟+0 的源碼  一個是 1000 0000  跟  0000 0000  這倆個是重復的，但是-0不要浪費了 跟補碼是一樣的 讓它表示-128也可以。

到此，關于“計算機中一個byte的存儲范圍是多少”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！