xinyin025/hello-algo
1
0
Fork 0
mirror of https://github.com/krahets/hello-algo.git synced 2026-08-18 14:30:58 +00:00
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity

deploy

Browse Source
This commit is contained in:
krahets
2026-08-18 03:09:26 +08:00
parent 0375f25b66
commit fde23f369e
158 changed files with 312 additions and 282 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files
ru/chapter_data_structure/number_encoding/index.html
+17 -17
View File
@@ -4672,8 +4672,8 @@
<div class="arithmatex">\[
\begin{aligned}
&amp; 1 + (-2) \newline
&amp; \rightarrow 0000 \. 0001 + 1000 \. 0010 \newline
&amp; = 1000 \. 0011 \newline
&amp; \rightarrow 0000 \; 0001 + 1000 \; 0010 \newline
&amp; = 1000 \; 0011 \newline
&amp; \rightarrow -3
\end{aligned}
\]</div>
@@ -4681,38 +4681,38 @@
<div class="arithmatex">\[
\begin{aligned}
&amp; 1 + (-2) \newline
&amp; \rightarrow 0000 \. 0001 \. \text{(прямой код)} + 1000 \. 0010 \. \text{(прямой код)} \newline
&amp; = 0000 \. 0001 \. \text{(обратный код)} + 1111 \. 1101 \. \text{(обратный код)} \newline
&amp; = 1111 \. 1110 \. \text{(обратный код)} \newline
&amp; = 1000 \. 0001 \. \text{(прямой код)} \newline
&amp; \rightarrow 0000 \; 0001 \; \text{(прямой код)} + 1000 \; 0010 \; \text{(прямой код)} \newline
&amp; = 0000 \; 0001 \; \text{(обратный код)} + 1111 \; 1101 \; \text{(обратный код)} \newline
&amp; = 1111 \; 1110 \; \text{(обратный код)} \newline
&amp; = 1000 \; 0001 \; \text{(прямой код)} \newline
&amp; \rightarrow -1
\end{aligned}
\]</div>
<p>С другой стороны, **в прямом коде у нуля есть два представления: <span class="arithmatex">\(+0\)</span> и <span class="arithmatex">\(-0\)</span> **. Это означает, что числу ноль соответствуют два разных двоичных кода, что может приводить к неоднозначности. Например, если в условном выражении не различать положительный и отрицательный ноль, можно получить ошибочный результат. А если специально обрабатывать такую неоднозначность, придется вводить дополнительные проверки, что может снизить вычислительную эффективность компьютера.</p>
<div class="arithmatex">\[
\begin{aligned}
+0 &amp; \rightarrow 0000 \. 0000 \newline
-0 &amp; \rightarrow 1000 \. 0000
+0 &amp; \rightarrow 0000 \; 0000 \newline
-0 &amp; \rightarrow 1000 \; 0000
\end{aligned}
\]</div>
<p>Как и прямой код, обратный код тоже страдает от неоднозначности положительного и отрицательного нуля, поэтому компьютеры ввели <u>дополнительный код (2's complement)</u>. Сначала посмотрим на процесс преобразования отрицательного нуля из прямого кода в обратный, а затем в дополнительный:</p>
<div class="arithmatex">\[
\begin{aligned}
-0 \rightarrow \. &amp; 1000 \. 0000 \. \text{(прямой код)} \newline
= \. &amp; 1111 \. 1111 \. \text{(обратный код)} \newline
= 1 \. &amp; 0000 \. 0000 \. \text{(дополнительный код)} \newline
-0 \rightarrow \; &amp; 1000 \; 0000 \; \text{(прямой код)} \newline
= \; &amp; 1111 \; 1111 \; \text{(обратный код)} \newline
= 1 \; &amp; 0000 \; 0000 \; \text{(дополнительный код)} \newline
\end{aligned}
\]</div>
<p>При добавлении <span class="arithmatex">\(1\)</span> к обратному коду отрицательного нуля возникает перенос, но длина типа <code>byte</code> составляет всего 8 бит, поэтому переполнившаяся в 9-й бит единица отбрасывается. Иными словами, <strong>дополнительный код отрицательного нуля равен <span class="arithmatex">\(0000 \. 0000\)</span> и совпадает с дополнительным кодом положительного нуля</strong>. Значит, в представлении дополнительного кода существует только один ноль, и проблема неоднозначности положительного и отрицательного нуля тем самым устраняется.</p>
<p>При добавлении <span class="arithmatex">\(1\)</span> к обратному коду отрицательного нуля возникает перенос, но длина типа <code>byte</code> составляет всего 8 бит, поэтому переполнившаяся в 9-й бит единица отбрасывается. Иными словами, <strong>дополнительный код отрицательного нуля равен <span class="arithmatex">\(0000 \; 0000\)</span> и совпадает с дополнительным кодом положительного нуля</strong>. Значит, в представлении дополнительного кода существует только один ноль, и проблема неоднозначности положительного и отрицательного нуля тем самым устраняется.</p>
<p>Остается последний вопрос: диапазон типа <code>byte</code> равен <span class="arithmatex">\([-128, 127]\)</span> , откуда берется лишнее отрицательное число <span class="arithmatex">\(-128\)</span> ? Мы замечаем, что у всех целых чисел из интервала <span class="arithmatex">\([-127, +127]\)</span> есть соответствующие прямой, обратный и дополнительный коды, а прямой и дополнительный коды можно преобразовывать друг в друга.</p>
<p>Однако <strong>дополнительный код <span class="arithmatex">\(1000 \. 0000\)</span> является исключением: у него нет соответствующего прямого кода</strong>. Согласно правилу преобразования, прямой код для этого дополнительного кода должен быть равен <span class="arithmatex">\(0000 \. 0000\)</span> . Это очевидное противоречие, потому что такой прямой код обозначает число <span class="arithmatex">\(0\)</span> , а его дополнительный код должен совпадать с ним самим. Компьютер просто определяет, что этот особый дополнительный код <span class="arithmatex">\(1000 \. 0000\)</span> представляет число <span class="arithmatex">\(-128\)</span> . На самом деле результат вычисления <span class="arithmatex">\((-1) + (-127)\)</span> в дополнительном коде как раз и равен <span class="arithmatex">\(-128\)</span> .</p>
<p>Однако <strong>дополнительный код <span class="arithmatex">\(1000 \; 0000\)</span> является исключением: у него нет соответствующего прямого кода</strong>. Согласно правилу преобразования, прямой код для этого дополнительного кода должен быть равен <span class="arithmatex">\(0000 \; 0000\)</span> . Это очевидное противоречие, потому что такой прямой код обозначает число <span class="arithmatex">\(0\)</span> , а его дополнительный код должен совпадать с ним самим. Компьютер просто определяет, что этот особый дополнительный код <span class="arithmatex">\(1000 \; 0000\)</span> представляет число <span class="arithmatex">\(-128\)</span> . На самом деле результат вычисления <span class="arithmatex">\((-1) + (-127)\)</span> в дополнительном коде как раз и равен <span class="arithmatex">\(-128\)</span> .</p>
<div class="arithmatex">\[
\begin{aligned}
&amp; (-127) + (-1) \newline
&amp; \rightarrow 1111 \. 1111 \. \text{(прямой код)} + 1000 \. 0001 \. \text{(прямой код)} \newline
&amp; = 1000 \. 0000 \. \text{(обратный код)} + 1111 \. 1110 \. \text{(обратный код)} \newline
&amp; = 1000 \. 0001 \. \text{(дополнительный код)} + 1111 \. 1111 \. \text{(дополнительный код)} \newline
&amp; = 1000 \. 0000 \. \text{(дополнительный код)} \newline
&amp; \rightarrow 1111 \; 1111 \; \text{(прямой код)} + 1000 \; 0001 \; \text{(прямой код)} \newline
&amp; = 1000 \; 0000 \; \text{(обратный код)} + 1111 \; 1110 \; \text{(обратный код)} \newline
&amp; = 1000 \; 0001 \; \text{(дополнительный код)} + 1111 \; 1111 \; \text{(дополнительный код)} \newline
&amp; = 1000 \; 0000 \; \text{(дополнительный код)} \newline
&amp; \rightarrow -128
\end{aligned}
\]</div>
ru/chapter_data_structure/summary/index.html
+1 -1
View File
@@ -4662,7 +4662,7 @@
<li>Прямой код, обратный код и дополнительный код - это три способа кодирования чисел в компьютере, между которыми можно выполнять взаимные преобразования. В прямом коде старший бит целого числа является знаковым, а остальные биты представляют значение числа.</li>
<li>Целые числа в компьютере хранятся в виде дополнительного кода. В таком представлении компьютер может одинаково обрабатывать сложение положительных и отрицательных чисел без специальной аппаратной схемы для вычитания, и при этом исчезает неоднозначность положительного и отрицательного нуля.</li>
<li>Кодирование числа с плавающей точкой состоит из 1 бита знака, 8 битов экспоненты и 23 битов мантиссы. Благодаря наличию экспоненты диапазон значений у чисел с плавающей точкой намного больше, чем у целых, но это достигается ценой потери точности.</li>
<li>ASCII - это самый ранний набор английских символов длиной 1 байт, включающий в общей сложности 127 символов. Набор GBK - распространенный китайский набор символов, включающий более двадцати тысяч иероглифов. Unicode стремится предоставить единый полный стандарт набора символов, включающий символы всех языков мира, чтобы решить проблемы искаженного текста, вызванные несовместимыми способами кодирования.</li>
<li>ASCII - это самый ранний набор английских символов длиной 1 байт, включающий в общей сложности 128 символов. Набор GBK - распространенный китайский набор символов, включающий более двадцати тысяч иероглифов. Unicode стремится предоставить единый полный стандарт набора символов, включающий символы всех языков мира, чтобы решить проблемы искаженного текста, вызванные несовместимыми способами кодирования.</li>
<li>UTF-8 - самый популярный способ кодирования Unicode, обладающий очень хорошей универсальностью. Это кодировка переменной длины, хорошо расширяемая и эффективно использующая память. UTF-16 и UTF-32 относятся к кодировкам фиксированной длины. При кодировании китайского текста UTF-16 занимает меньше места, чем UTF-8. Такие языки программирования, как Java и C#, по умолчанию используют UTF-16.</li>
</ul>
<h3 id="2-q-a">2. &nbsp; Q &amp; A<a class="headerlink" href="#2-q-a" title="Permanent link">&para;</a></h3>