「原码 反码 补码 移码」一探究竟（上）

抛开复杂的理论，直探事物的本质。

0. 二进制

相比于二进制，十进制数字大家都比较熟悉。从右往左依次是个位、十位、百位、千位等，每个位置上的数字范围 [0, 9]。个位上的 1 表示 1，十位上的 1 表示 10，百位上的 1 表示 100，即从右向左的第 n 位就代表 10^(n-1)：

761 = 7*100 + 6*10 + 1*1 = 7*10^2 + 6*10^1 + 1*10^0

而二进制，也是同样的道理，区别就是将 10 的 n-1 次幂变成了 2 的 n-1 次幂：

1101 = 1*2^3 + 1*2^2 + 0*2^1 + 1*2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13

有了这些基础概念，接着再来看下面的内容。

1. 这些「码」都是什么？

计算机中的数字一般分为两种，有符号数和无符号数。

原码，是一种计算机中对数字的二进制表示的方法。

有符号数，即用最高位的二进制位来表示正负，剩下的位来存储数据。

无符号数，即所有的二进制位都来表示数据，所以无符号数字无法表示负数，全部大于等于 0。

光看定义干巴巴的，用长度为 8 位二进制的类型举几个例子。

有符号数，最高位表示正负，0 表示正数，1 表示负数。

   7 : [0000 0111]原
  -3 : [1000 0011]原
-127 : [1111 1111]原

无符号数，没有符号位，全部二进制位用来表示数据。

  7 : [0000 0111]原 
 16 : [0001 0000]原
255 : [1111 1111]原

上面就是原码的定义，而反码、补码、移码都是在原码的基础上做了对应的变换。

反码：正数的反码就是其原码，负数的反码为，符号位不变，其余位取反，即 0 变 1，1 变 0。

补码：正数的补码就是其原码，负数的补码为在其反码的基础上再加 1，而在计算机中，整数都是以补码的形式存储的。

移码：将补码符号位取反，即为移码。

这几种码都是针对有符号数，而无符号数用原码就足够了，后面会对此说明原因。同样，也举几个例子说明。

 7 : [0000 0111]原 [0000 0111]反 [0000 0111]补 [1000 0111]移
-3 : [1000 0011]原 [1111 1100]反 [1111 1101]补 [0111 1101]移

关于定义，就说这些。既然原码就能表示数字，那为什么又会有这么多类型的码呢？而这些不同的码又是怎么来的呢？计算机中为什么要以补码而不是其他码来存储整数呢？移码又是做什么的呢？鉴于篇幅过长，下篇文章，会对这些问题一一说明。