자바 int 란 무엇입니까?

Java에서는 int가 32비트로 표현되고, long이 64비트로 표현됩니다. 이 두 가지 기본 유형은 정수이며 다른 표현 방법이 없습니다. 그들은 내부적으로 어떻게 자신을 표현합니까? 2의 보수 코드로 표현됩니다. 문제를 해결하면서 Java의 비트 연산을 자주 접하게 되므로 Java의 비트 연산은 int 및 long 유형에만 사용할 수 있습니다. 따라서 우리는 Java가 내부적으로 바이너리로 어떻게 표현되는지 분석할 이유가 있습니다. 여기서는 int를 예로 들었습니다. long도 마찬가지입니다.

1. int

int의 범위는 Java 내부적으로 32비트로 표현되며, 가장 높은 비트는 기호를 나타내므로 실제로 표현할 수 있는 숫자는 31비트이다. 자바 int형의 값 범위는 -2^31~2^31-1입니다.

범위가 왜 이렇죠? 여기에는 바이너리 저장 방법이 포함됩니다.

Java에서는 2의 보수를 사용하여 int를 저장합니다. 양수의 경우 보수는 그 자체입니다. 예를 들어 4비트를 예로 들어보겠습니다. 양수 1-7의 경우 각각 0001,0010입니다. . . , 0111, 총 7개의 숫자로 2^3-1입니다.

0의 경우 문제가 발생하고 있음을 알 수 있습니다. -0 또는 +0일 수 있으며 둘 다 0입니다. 0을 표현하는 방법을 결정 하시겠습니까? 보수 부호의 법칙에 따르면 0은 +0으로 간주되므로 0은 0000으로 표시됩니다.

이때 음수 표현이 필요합니다. 우리는 음수의 보수 표현이 절대값의 반전(부호 비트와 함께 반전됨)에 1을 더한 것이라고 믿습니다. 예를 들어 -5의 경우 절대값은 5이므로 0101로 표현됩니다. 이를 반전하면 1010이 되고 더하기 1은 1011이 됩니다. 이것이 -5의 보수 표현입니다.

이때 1000을 사용하면 -8을 나타낼 수 있으므로 음수의 범위는 -2^31이며 이는 int의 값 범위도 설명합니다. 64비트 길이의 경우에도 마찬가지입니다.

2. Java의 비트 연산

Java의 비트 연산은 어떻게 수행되나요? 시프트 연산은 전체 숫자를 전체적으로 왼쪽이나 오른쪽으로 이동한다는 점을 기억하세요. 왼쪽으로 이동하면 하위 비트가 0으로 채워집니다. 오른쪽으로 이동하면 두 가지 상황이 발생합니다. 0이고 양수이면 상위 비트는 0으로 채워집니다. 음수인 경우 상위 비트는 1로 채워집니다. 예를 들어 -5는 1011이고 오른쪽으로 한 자리 이동하면 1101, 즉 -3이 됩니다.

약간의 조작도 있습니다. 비트 연산인 경우 부호 비트도 포함되어야 한다는 점을 기억하세요!

3. 오른쪽 쉬프트와 나눗셈의 관계

양수(물론 0도 마찬가지)의 경우 한 자리 오른쪽으로 이동하면 2로 나눈 결과와 같지만 음수의 경우에는 not (정확하게는 2로 나누기) 결과는 -1)! 예를 들어, -5/2의 결과는 -2이고, -5>>1의 결과는 -3입니다.

4 양수 및 음수 부호와 정수 나누기 및 나머지 연산의 관계

양수/양수, 반내림

음수/음수, 절대값의 나눗셈과 동일

양수/ 음수와 음수/양수는 음수 부호로 나눈 절대값입니다.

% 결과의 경우 결과의 절대값은 절대값의 계수와 동일하지만 부호는 첫 번째 숫자에 따라 결정됩니다.

5. 보완코드를 사용하는 이유는 무엇인가요?

(1) 앞서 언급했듯이 +0과 -0을 합리적으로 표현하기 위해

(2) 음수에 음수를 하나 더 표현할 수 있습니다.

(3) 기호는 다음과 같습니다. 비트는 동시에 다른 비트와 동일하게 처리되며, 뺄셈도 덧셈으로 처리될 수 있습니다. 또한, 2의 보수로 표현된 두 수를 더할 때 최상위 비트(부호 비트)에 캐리가 있으면 그 캐리를 버린다.

사실 가장 큰 이유는 덧셈과 뺄셈의 계산을 쉽게 하기 위해서입니다. 연산을 위해 2의 보수 시스템을 사용할 때 부호 비트를 함께 추가하여 연산할 수 있습니다. 비트 연산에서 부호 비트에 캐리가 있으면 비트 범위를 초과했기 때문에 폐기될 수 있습니다. 양수와 그 덧셈에는 특별한 것이 없습니다. 아래 예시는 모두 8비트입니다. 예를 들어 7+7(00000111+00000111)의 경우 결과는 00001110(14)입니다.

예를 들어 9-4의 뺄셈은 9+(-4)라고 생각합니다. 먼저 4인 00000100을 반전하고 1을 더해 11111100을 나타내는 -4의 보수를 얻은 다음 더합니다. , 즉

+00001001(9)

+11111100(-4)

? 100000101

마지막 부호 비트의 캐리 1이 비트 범위를 초과했으므로 직접 폐기하고 5를 직접 얻을 수 있습니다. 그래서 뺄셈이 덧셈으로 바뀌는 것을 실현한 것입니다.

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