Biểu thức số nguyên có dấu và không dấu: Sự khác biệt và so sánh

Các nội dung chính

1. Trong kỹ thuật máy tính, số nguyên có dấu là loại dữ liệu cơ bản được sử dụng để biểu thị cả số nguyên dương và âm.
2. Số nguyên không dấu chỉ được sử dụng để biểu thị số nguyên không âm.
3. Các số nguyên có dấu được biểu diễn bằng ký hiệu bù hai, cho phép thực hiện các phép tính cộng và trừ hiệu quả. Ngược lại, số nguyên không dấu sử dụng biểu diễn nhị phân đơn giản với tất cả các bit được sử dụng để mô tả độ lớn.

Biểu thức số nguyên có dấu là gì?

Trong kỹ thuật máy tính, số nguyên có dấu là loại dữ liệu cơ bản được sử dụng để biểu thị cả số nguyên dương và âm. Những số này được lưu trữ ở định dạng nhị phân, với một bit được sử dụng để mô tả dấu và các bit còn lại biểu thị độ lớn của số.

 Số nguyên có dấu có nhiều ứng dụng, từ các phép tính đếm và số học đến biểu diễn nhiệt độ, tiền, v.v. Hiểu cách hoạt động của các biểu thức số nguyên có dấu và tầm quan trọng của chúng là rất quan trọng đối với bất kỳ lập trình viên nào.

Cách biểu diễn phổ biến nhất của số nguyên có dấu là sử dụng ký hiệu bù hai. Trong hệ thống này, bit quan trọng nhất biểu thị dấu bằng số, với 0 đại diện cho số dương và 1 đại diện cho số âm. Các bit còn lại biểu thị giá trị tuyệt đối của số nguyên. Điều này cho phép thực hiện các phép tính cộng và trừ hiệu quả, vì các quy tắc giống nhau có thể được áp dụng cho cả số dương và số âm.

Biểu thức số nguyên không dấu là gì?

Số nguyên không dấu chỉ được sử dụng để biểu thị số nguyên không âm. Chúng không có bit dấu nên tất cả các bit biểu thị độ lớn của số. Điều này làm cho chúng rất phù hợp trong các tình huống không áp dụng được giá trị âm, chẳng hạn như đếm các mục, lập chỉ mục mảng hoặc lưu trữ kích thước dữ liệu.

Vì không có bit dấu trong số nguyên không dấu nên nó có thể biểu thị nhiều giá trị dương so với số nguyên có dấu có cùng kích thước. Ví dụ: một số nguyên không dấu 8 bit có thể biểu thị các giá trị từ 0 đến 255, tăng gấp đôi phạm vi giá trị dương một cách hiệu quả so với các giá trị có dấu của nó.

Số nguyên không dấu được sử dụng trong lập trình cấp thấp khi xử lý các thanh ghi phần cứng, địa chỉ bộ nhớ và các phép toán theo bit. Chúng cũng được sử dụng trong các thuật toán và cấu trúc dữ liệu khác nhau trong đó tính không âm của một giá trị được đảm bảo.

Sự khác biệt giữa biểu thức số nguyên có dấu và không dấu

1. Trong số nguyên có dấu, bit dấu cho biết số đó là dương hay âm, trong khi số nguyên không dấu không có bit dấu và chỉ được sử dụng cho các giá trị không âm.
2. Các số nguyên có dấu có thể biểu thị các giá trị dương và âm, trong khi các số nguyên không dấu có thể biểu thị một phạm vi giá trị dương rộng hơn vì chúng không phân bổ các bit để biểu diễn dấu.
3. Số nguyên có dấu thường được sử dụng cho các tác vụ liên quan đến giá trị dương và âm, chẳng hạn như đo nhiệt độ, tính toán tài chính và biểu diễn dữ liệu. Ngược lại, số nguyên không dấu chỉ được sử dụng khi các giá trị không âm có liên quan, chẳng hạn như đếm, lập chỉ mục hoặc lưu trữ địa chỉ bộ nhớ.
4. Trong một số ngôn ngữ lập trình, số nguyên có dấu có thể được khởi tạo với giá trị mặc định là 0, trong khi số nguyên không dấu được khởi tạo ở giá trị biểu thị tối đa của chúng.
5. Các số nguyên có dấu được biểu diễn bằng ký hiệu bù hai, cho phép thực hiện các phép tính cộng và trừ hiệu quả. Ngược lại, số nguyên không dấu sử dụng biểu diễn nhị phân đơn giản với tất cả các bit được sử dụng để mô tả độ lớn.

So sánh giữa biểu thức số nguyên có dấu và không dấu

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