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计算机中二进制的加减法运算遵循以下规则,结合了二进制特性与十进制逻辑:
一、二进制加法法则
- 0 + 0 = 0
- 0 + 1 = 1
- 1 + 0 = 1
- 1 + 1 = 10(逢二进一)
- 其他组合(如10 + 10)需向高位进位,例如1010 + 1011 = 10101(二进制)。
进位与借位
- 进位规则与十进制相同(逢2进1);
- 借位规则为“借1当2”,例如1001 - 1011时,需从高位借1(即2),结果为1001 + 1001 = 10100。
示例
- 加法:1100 + 0011 = 10011(二进制);
- 减法:1000001 - 11010 = 100111(二进制)。
二、二进制减法法则
基本规则
- 0 - 0 = 0
- 1 - 0 = 1
- 1 - 1 = 0
- 0 - 1 = 1(需借位)
- 其他组合(如10 - 10)结果为0。
借位机制
- 借位时“借1当2”,例如1010 - 1001时,从高位借1后变为1010 + 1010 = 10100,再减1001 = 0101。
示例
- 加法:1011 + 0101 = 10010(二进制);
- 减法:1101 - 1011 = 0010(二进制)。
三、注意事项
位数对齐:
按位进行运算,相同数位对齐;
工具辅助:实际计算可通过计算器或编程实现,例如Python代码:
```python
加法
a = 0b1010
b = 0b1001
print(a + b) 输出 0b10101
减法
a = 0b1001
b = 0b1011
print(a - b) 输出 0b10010(补码运算)
```
扩展运算:乘法、除法等可参考十进制规则,但需处理进位和借位。
通过以上规则,计算机可高效完成二进制加减运算,其底层逻辑与十进制一致,仅运算符号不同。