Expressões inteiras assinadas versus não assinadas: diferença e comparação

Principais lições

1. Na engenharia da computação, os inteiros assinados são um tipo de dados fundamental usado para representar números inteiros positivos e negativos.
2. Inteiros sem sinal são usados ​​apenas para representar números inteiros não negativos.
3. Os inteiros com sinal são representados em notação de complemento de dois, o que permite operações eficientes de adição e subtração. Em contraste, inteiros sem sinal usam representação binária direta com todos os bits usados ​​para descrever a magnitude.

O que é uma expressão inteira assinada?

Na engenharia da computação, inteiros assinados são tipos de dados fundamentais usados ​​para representar números inteiros positivos e negativos. Esses números são armazenados em formato binário, com um bit usado para descrever o sinal e os bits restantes representando a magnitude do número.

 Os inteiros assinados têm muitas aplicações, desde operações de contagem e aritmética até representação de temperatura, dinheiro e muito mais. Compreender como funcionam as expressões inteiras assinadas e seu significado é crucial para qualquer programador.

A representação mais comum de inteiros com sinal é usando a notação de complemento de dois. Neste sistema, o bit mais significativo indica o sinal com o número, sendo 0 representando um número positivo e 1 representando um número negativo. Os bits restantes representam o valor absoluto do inteiro. Isto permite operações eficientes de adição e subtração, já que as mesmas regras podem ser aplicadas a números positivos e negativos.

O que é uma expressão inteira não assinada?

Inteiros sem sinal são usados ​​apenas para representar números inteiros não negativos. Eles não possuem um bit de sinal, portanto todos os bits representam a magnitude do número. Isso os torna adequados para situações em que valores negativos não são aplicáveis, como contagem de itens, indexação de matrizes ou armazenamento de tamanhos de dados.

Como não há bit de sinal em um número inteiro sem sinal, ele pode representar uma ampla faixa de valores positivos em comparação com números inteiros com sinal do mesmo tamanho. Por exemplo, um número inteiro sem sinal de 8 bits pode representar valores de 0 a 255, efetivamente dobrando o intervalo de valores positivos em comparação com seus equivalentes assinados.

Inteiros não assinados são usados ​​em programação de baixo nível ao lidar com registros de hardware, endereços de memória e operações bit a bit. Eles também são usados ​​em vários algoritmos e estruturas de dados onde a não negatividade de um valor é garantida.

Diferença entre expressões inteiras assinadas e não assinadas

1. Em inteiros com sinal, um bit de sinal indica se o número é positivo ou negativo, enquanto um inteiro sem sinal não possui bit de sinal e é usado somente para valores não negativos.
2. Os inteiros com sinal podem representar valores positivos e negativos, enquanto os inteiros sem sinal podem representar uma gama mais extensa de valores positivos, pois não alocam bits para representação de sinais.
3. Inteiros assinados são comumente usados ​​para tarefas que envolvem valores positivos e negativos, como medição de temperatura, cálculos financeiros e representação de dados. Por outro lado, inteiros sem sinal são usados ​​apenas quando valores não negativos são relevantes, como contagem, indexação ou armazenamento de endereços de memória.
4. Em algumas linguagens de programação, inteiros assinados podem ser inicializados com um valor padrão de 0, enquanto inteiros não assinados são inicializados com seus valores máximos representáveis.
5. Os inteiros com sinal são representados em notação de complemento de dois, o que permite operações eficientes de adição e subtração. Em contraste, inteiros sem sinal usam representação binária direta com todos os bits usados ​​para descrever a magnitude.

Comparação entre expressões inteiras assinadas e não assinadas

parâmetros	Inteiro assinado	Inteiro sem sinal
Representação de Sinais	Um bit de sinal é usado para indicar	Não há nenhum sinal de um pouco
Faixa de valores	Tanto positivo quanto negativo	Uma faixa maior de valores positivos
Casos de uso	Como medição de temperatura, cálculos financeiros	Como contar, indexar ou armazenar endereços de memória
Inicialização padrão	Inicializado com um valor padrão de 0	Inicializado com seu valor máximo representável
Complemento de Dois VS Binário Reto	Representar a notação de complemento de dois	Use representação binária direta

Referências

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4608183/
2. http://isocpp.open-std.org/JTC1/SC22/wg14/www/docs/n2629.pdf

Última atualização: 22 de janeiro de 2024