计算机中的源码、反码、补码。

首先，我们先看一段代码：

public class TestDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 4;
        int num2 = -4;
        System.out.println(Integer.toBinaryString(num1));
        System.out.println(Integer.toBinaryString(num2));
    }
}

这段代码是要打印num1和num2的二进制表示，我们看下结果：

 

4很理解，100 = 1*2^2+0*2^1+0*2^0=4，但是-4 为什么是11111111111111111111111111111100来表示？？

这里，我们就需要了解计算机中数据是如何存储的。

一、基本定义

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时，加法和减法也可以用补码统一处理。此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

1. 原码：二进制表示。二进制首位是符号位，0为正，1为负
2. 反码：正数，反码和原码一样；负数，符号位不变，其他各位取反
3. 补码：正数，补码和原码一样；负数，反码末位加1，有进位则进位，但不改变符号 

        按照这个定义，我们看下-4是怎么表示的。

        -4的原码，符号位为1表示负数

10000000 00000000 00000000 00000100

      -4的反码，符号位不变，其他各位取反

11111111 11111111 11111111 11111011

    -4的补码，反码的末位加1，符号位不变

11111111 11111111 11111111 11111100

所以，我们看到跟java 运行输出的结果是一致的。

二、负数的位运算

正数的原码、反码、补码都一样，直接运算即可，负数的位运算需要转换成补码运算后再转成原码。

例如：

-4<<2

     ① -4的原码，符号位为1表示负数

10000000 00000000 00000000 00000100

     ② -4的反码，符号位不变，其他各位取反

11111111 11111111 11111111 11111011

    ③ -4的补码，反码的末位加1，符号位不变

11111111 11111111 11111111 11111100

    ④对补码进行左移两位（最高位不变，次高两位去掉，末尾两位补0）

11111111 11111111 11111111 11110000

   ⑤取反码，-1

11111111 11111111 11111111 11101111

    ⑥原码，最高位不变，其他位去反

10000000 00000000 00000000 00010000

  换算成十进制就是-16.

我们用程序验证下：

public class TestDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        int num2 = -4;
        System.out.println(num2<<2);
    }
}

输出结果：

 

 

因此，总结下，涉及到负数的位运算，计算过程：

 

 

扩展阅读：为什么需要反码？

https://blog.csdn.net/chenchao2017/article/details/79733278