.補(bǔ)碼(負(fù)數(shù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ))

.百億計(jì)算器

負(fù)數(shù)在計(jì)算機(jī)中以補(bǔ)碼的形式存儲(chǔ)。

負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示方法是：將負(fù)數(shù)表示成二進(jìn)制原碼(負(fù)數(shù)最高位是1，正數(shù)最高位是0)然后將原碼取反(1變0，0變1)，即反碼，將反碼加1(最后一位上加1)，即轉(zhuǎn)化為補(bǔ)碼。如用八位

二進(jìn)制表示-5，第一步，原碼10000101，反碼01111010，加1變?yōu)檠a(bǔ)碼：01111011

首先要明白這道題目的考查點(diǎn)是什么，一是大家首先要對(duì)計(jì)算機(jī)原理的底層細(xì)節(jié)要清楚、要知道加減法的位運(yùn)算原理和知道計(jì)算機(jī)中的算術(shù)運(yùn)算會(huì)發(fā)生越界的情況，二是要具備一定的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想。

首先，計(jì)算機(jī)中用固定數(shù)量的幾個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)的數(shù)值，所以計(jì)算機(jī)中能夠表示的數(shù)值是有一定的范圍的，為了便于講解和理解，我們先以byte類型的整數(shù)為例，它用1個(gè)字節(jié)進(jìn)行存儲(chǔ)，表示的最大數(shù)值范圍為-128到+127。-1在內(nèi)存中對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)為11111111，如果兩個(gè)-1相加，不考慮Java運(yùn)算時(shí)的類型提升，運(yùn)算后會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位，二進(jìn)制結(jié)果為1,11111110，由于進(jìn)位后超過(guò)了byte類型的存儲(chǔ)空間，所以進(jìn)位部分被舍棄，即最終的結(jié)果為11111110，也就是-2，這正好利用溢位的方式實(shí)現(xiàn)了負(fù)數(shù)的運(yùn)算。-128在內(nèi)存中對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)為10000000，如果兩個(gè)-128相加，不考慮Java運(yùn)算時(shí)的類型提升，運(yùn)算后會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位，二進(jìn)制結(jié)果為1,00000000，由于進(jìn)位后超過(guò)了byte類型的存儲(chǔ)空間，所以進(jìn)位部分被舍棄，即最終的結(jié)果為00000000，也就是0，這樣的結(jié)果顯然不是我們期望的，這說(shuō)明計(jì)算機(jī)中的算術(shù)運(yùn)算是會(huì)發(fā)生越界情況的，兩個(gè)數(shù)值的運(yùn)算結(jié)果不能超過(guò)計(jì)算機(jī)中的該類型的數(shù)值范圍。由于Java中涉及表達(dá)式運(yùn)算時(shí)的類型自動(dòng)提升，我們無(wú)法用byte類型來(lái)做演示這種問(wèn)題和現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，大家可以用下面一個(gè)使用整數(shù)做實(shí)驗(yàn)的例子程序體驗(yàn)一下：

int a = Integer.MAX_VALUE;

int b = Integer.MAX_VALUE;

int sum = a + b;

System.out.println(“a=”+a+”,b=”+b+”,sum=”+sum);

先不考慮long類型，由于int的正數(shù)范圍為2的31次方，表示的最大數(shù)值約等于2*1000*1000*1000，也就是20億的大小，所以，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)一百億的計(jì)算器，我們得自己設(shè)計(jì)一個(gè)類可以用于表示很大的整數(shù)，并且提供了與另外一個(gè)整數(shù)進(jìn)行加減乘除的功能，大概功能如下：

(1)這個(gè)類內(nèi)部有兩個(gè)成員變量，一個(gè)表示符號(hào)，另一個(gè)用字節(jié)數(shù)組表示數(shù)值的二進(jìn)制數(shù)

(2)有一個(gè)構(gòu)造方法，把一個(gè)包含有多位數(shù)值的字符串轉(zhuǎn)換到內(nèi)部的符號(hào)和字節(jié)數(shù)組中

(3)提供加減乘除的功能

public class BigInteger{

int sign;

byte[] val;

public Biginteger(String val) {

sign = ;

val = ;

}

public BigInteger add(BigInteger other)?????? {

}

public BigInteger subtract(BigInteger other) {

}

public BigInteger multiply(BigInteger other){

}

public BigInteger divide(BigInteger other){

}

}

備注：要想寫(xiě)出這個(gè)類的完整代碼，是非常復(fù)雜的，如果有興趣的話，可以參看jdk中自帶的java.math.BigInteger類的源碼。面試的人也知道誰(shuí)都不可能在短時(shí)間內(nèi)寫(xiě)出這個(gè)類的完整代碼的，他要的是你是否有這方面的概念和意識(shí)，他最重要的還是考查你的能力，所以，你不要因?yàn)樽约簾o(wú)法寫(xiě)出完整的最終結(jié)果就放棄答這道題，你要做的就是你比別人寫(xiě)得多，證明你比別人強(qiáng)，你有這方面的思想意識(shí)就可以了，畢竟別人可能連題目的意思都看不懂，什么都沒(méi)寫(xiě)，你要敢于答這道題，即使只答了一部分，那也與那些什么都不懂的人區(qū)別出來(lái)，拉開(kāi)了距離，算是矮子中的高個(gè)，機(jī)會(huì)當(dāng)然就屬于你了。另外，答案中的框架代碼也很重要，體現(xiàn)了一些面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的功底，特別是其中的方法命名很專業(yè)，用的英文單詞很精準(zhǔn)，這也是能力、經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)性、英語(yǔ)水平等多個(gè)方面的體現(xiàn)，會(huì)給人留下很好的印象，在編程能力和其他方面條件差不多的情況下，英語(yǔ)好除了可以使你獲得更多機(jī)會(huì)外，薪水可以高出一千元。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 百亿计算器_设计一个一百亿的计算器的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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