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java 的8种基本类型数值范围计算过程

2013/1/20 21:32:20 出处：本站原创人气：729次字号：小中大

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java有8种基本类型，包括4种整型、2种浮点类型、1种用于表示Unicode编码的字符单元的字符类型char和1种用于表示真值的boolean类型。

4种整型分别是：int、short、long、byte.

类型	存储需求	取值范围
int	4字节	-2147 483 648~2147 483 647
short	2字节	-32768~32767
long	8字节	-9223372036854775808~9223372036854775807
byte	1字节	-128~127

解释：

以byte 为例：1字节为8个2进制位由于java有任何无符号类型（unsigned type）所以在8个字节种有一个是符号位，7个是数值位。

在计算机内，有符号数有3种表示法：原码、反码和补码。

[原码]就是前面所介绍的二进制定点表示法，即最高位为符号位，“0”表示正，“1”表示负，其余位表示数值的大小。

[反码]表示法规定：正数的反码与其原码相同；负数的反码是对其原码逐位取反，但符号位除外。

[补码]表示法规定：正数的补码与其原码相同；负数的补码是在其反码的末位加1。（符号位也为记数位）

以补码表示：最小数为1000 0000

1000 0000按照[补码]的解释为先减一，得到0111 1111，然后按位取反得到1000 0000，该结果为欲求负数的绝对值，所以结果是-128（和概念反着来求出该负数）

因为正是反码不变：0111111 为最大数原码还是 01111111 即127

原码

（1）原码：在数值前直接加一符号位的表示法。

例如：符号位数值位

[+7]原= 0 0000111 B

[-7]原= 1 0000111 B

注意：a. 数0的原码有两种形式：

定点小数表示方法

[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B

b. 8位二进制原码的表示范围：-127～+127

反码

（2）反码：

正数：正数的反码与原码相同。

负数：负数的反码，符号位为“1”，数值部分按位取反。

浮点表示方法

例如：符号位数值位

[+7]反= 0 0000111 B

[-7]反= 1 1111000 B

注意：a. 数0的反码也有两种形式，即

[+0]反=00000000B

[- 0]反=11111111B

b. 8位二进制反码的表示范围：-127～+127

补码

（3）补码的表示方法

1）模的概念：把一个计量单位称之为模或模数。例如，时钟是以12进制进行计数循环的，即以12为模。在时钟上，时针加上（正拨）12的整数位或减去（反拨）12的整数位，时针的位置不变。14点钟在舍去模12后，成为（下午）2点钟（14=14-12=2）。从0点出发逆时针拨10格即减去10小时，也可看成从0点出发顺时针拨2格（加上2小时），即2点（0-10=-10=-10+12=2）。因此，在模12的前提下，-10可映射为+2。由此可见，对于一个模数为12的循环系统来说，加2和减10的效果是一样的；因此，在以12为模的系统中，凡是减10的运算都可以用加2来代替，这就把减法问题转化成加法问题了（注：计算机的硬件结构中只有加法器，所以大部分的运算都必须最终转换为加法）。10和2对模12而言互为补数。

同理，计算机的运算部件与寄存器都有一定字长的限制（假设字长为8），因此它的运算也是一种模运算。当计数器计满8位也就是256个数后会产生溢出，又从头开始计数。产生溢出的量就是计数器的模，显然，8位二进制数，它的模数为8=256。在计算中，两个互补的数称为“补码”。

2）补码的表示：

正数：正数的补码和原码相同。

负数：负数的补码则是符号位为“1”。并且，这个“1”既是符号位，也是数值位。数值部分按位取反后再在末位（最低位）加1。也就是“反码+1”。

例如：符号位数值位

[+7]补= 0 0000111 B

[-7]补= 1 1111001 B

补码在微型机中是一种重要的编码形式，请注意：

a. 采用补码后，可以方便地将减法运算转化成加法运算，运算过程得到简化。正数的补码即是它所表示的数的真值，而负数的补码的数值部份却不是它所表示的数的真值。采用补码进行运算，所得结果仍为补码。

b. 与原码、反码不同，数值0的补码只有一个，即 [0]补=00000000B。

c. 若字长为8位，则补码所表示的范围为-128～+127；进行补码运算时，应注意所得结果不应超过补码所能表示数的范围。

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