符号付き整数式と符号なし整数式: 違いと比較

主要な取り組み

コンピューターエンジニアリングでは、符号付き整数は、正と負の両方の整数を表すために使用される基本的なデータ型です。

符号なし整数は、非負の整数を表すためにのみ使用されます。

符号付き整数は 2 の補数表記で表されるため、効率的な加算および減算演算が可能になります。対照的に、符号なし整数は、大きさを表すためにすべてのビットが使用される単純なバイナリ表現を使用します。

符号付き整数式とは何ですか?

コンピューターエンジニアリングでは、符号付き整数は、正と負の両方の整数を表すために使用される基本的なデータ型です。これらの数値はバイナリ形式で格納され、1 ビットは符号の記述に使用され、残りのビットは数値の大きさを表します。

符号付き整数には、計数や算術演算から、温度やお金などの表現まで、さまざまな用途があります。符号付き整数式の仕組みとその重要性を理解することは、プログラマーにとって非常に重要です。

符号付き整数の最も一般的な表現は、0 の補数表記を使用することです。このシステムでは、最上位ビットは数値の符号を示し、1 は正の数を表し、XNUMX は負の数を表します。残りのビットは整数の絶対値を表します。これにより、正の数と負の数の両方に同じルールを適用できるため、効率的な加算と減算の演算が可能になります。

符号なし整数式とは何ですか?

符号なし整数は、非負の整数を表すためにのみ使用されます。これらには符号ビットがないため、すべてのビットが数値の大きさを表します。そのため、アイテムの数を数えたり、配列のインデックスを作成したり、データサイズを保存したりするなど、負の値が適用できない状況に適しています。

また読む：フックの法則計算機

符号なし整数には符号ビットがないため、同じサイズの符号付き整数と比較して、広範囲の正の値を表すことができます。たとえば、8 ビットの符号なし整数は 0 ～ 255 の値を表すことができ、符号付き整数と比較して正の値の範囲が効果的に XNUMX 倍になります。

符号なし整数は、ハードウェアレジスタ、メモリアドレス、およびビット単位の演算を処理する際の低レベルプログラミングで使用されます。これらは、値の非負性が保証されるさまざまなアルゴリズムやデータ構造でも使用されます。

符号付き整数式と符号なし整数式の違い

符号付き整数では、符号ビットは数値が正か負かを示しますが、符号なし整数には符号ビットがなく、非負の値にのみ使用されます。
符号付き整数は正と負の値を表すことができますが、符号なし整数は符号表現にビットを割り当てないため、より広範囲の正の値を表すことができます。
符号付き整数は、温度測定、財務計算、データの表現など、正と負の値を含むタスクによく使用されます。対照的に、符号なし整数は、メモリアドレスのカウント、インデックス付け、保存など、負でない値が関連する場合にのみ使用されます。
一部のプログラミング言語では、符号付き整数はデフォルト値の 0 で初期化される場合がありますが、符号なし整数は表現可能な最大値に初期化されます。
符号付き整数は 2 の補数表記で表されるため、効率的な加算および減算演算が可能になります。対照的に、符号なし整数は、大きさを表すためにすべてのビットが使用される単純なバイナリ表現を使用します。

符号付き整数式と符号なし整数式の比較

計測パラメータ	符号付き整数	符号なし整数
記号表現	符号ビットは、次のことを示すために使用されます。	ビットの兆候はありません
値の範囲	ポジティブとネガティブの両方	より広い範囲の正の値
使用事例	温度測定、財務計算など	メモリアドレスのカウント、インデックス付け、保存など
デフォルトの初期化	デフォルト値の0で初期化されます	表現可能な最大値に初期化されます
2 の補数 VS ストレート 2 進数	2の補数表記を表す	単純なバイナリ表現を使用する