二进制减法:原理、规则与计算方法详解

二进制减法 是一种数学运算,也是二进制数的四种基本运算之一。二进制减法与十进制减法相似,但使用的规则略有不同。

  • 二进制减法是 二进制运算 中的一个基本概念。
  • 二进制减法包含两个组成部分:01

我们可以对二进制数进行减法运算吗?

是的,二进制数的减法是可行的。这与减去十进制(基数为10)的值非常相似。当你将 1 + 1 + 1 相加时,你会得到 3。然而,在 二进制数字系统 中,1 + 1 + 1 的和等于 1 1。在这种情况下,我们在进行减法或加法时必须小心,因为它可能会变得复杂。二进制数使用 Base-2(基数-2)来表示。二进制数的基本减法表如下:

x

y

x – y —

— 0

0

0 0

1

1 (借位 1) 1

0

1 1

1

0

二进制减法定义

二进制数是一个基数为2的数字系统,它仅使用两个符号(通常是 0 和 1)来表示数据。两个二进制数字的减法被称为二进制减法,并且二进制减法遵循一些基本规则,这些规则将在下面添加。

在继续深入之前,我们必须简要地学习一下二进制数。

什么是二进制数?

二进制数是仅使用两个符号“0”和“1”来书写所有数字的数。计算机程序员使用该系统来编写各种计算机代码。

二进制数以基数为2的数字系统表示。高位数字系统中的每一位都被称为一个 位(bit)

> 了解更多关于 – 二进制数

二进制减法规则

二进制减法的执行方式与十进制减法相同。然而,关于二进制数字 0 和 1 之间的减法有一些特定的规则,我们在执行二进制减法时需要遵循。

二进制减法规则表

使用下表中添加的规则可以很容易地实现二进制减法:

二进制减法规则表 —

— 二进制数

减法值

规则 0 – 0

0

当我们从 0 中减去 0 时,我们得到 0 1 – 0

1

当我们从 1 中减去 0 时,我们得到 1 0 – 1

1 (从下一位高位数字借 1)

当我们从 0 中减去 1 时,我们得到 1,但需要借位 1 1 – 1

0

当我们从 1 中减去 1 时,我们得到 0

两个二进制数 1 和 1 相加的结果是 10,其中 1 被进位到下一个高位,而 0 被保留。然而,在减法中,由于 1 减 1 的结果是 0,因此没有进位。在十进制减法中,当我们要用 0 减去 1 时,我们需要从前一位借 1 使其变成 10,结果是 9,因为 10 – 1 = 9。尽管如此,二进制减法只产生一个结果。

二进制减法的方法

二进制数可以表示为十进制数或基数为10的数。计算机使用二进制数来表示数据,因为它们只能理解二进制数字 0 和 1。让我们通过下面的示例来学习如何减去二进制数。

方法 1:不需要借位的二进制数减法

在二进制中,数字 8 表示为 (1000)2,数字 25 表示为 (11001)2。现在让我们从 (11001)2 中减去 (1000)2。

步骤 1: 按照下面给出的顺序排列数字。

!Binary-Subtraction-Method 1 Step-1

步骤 2: 使用二进制减法原理来减去这些数字。

  • 让我们开始从右边减去整数,然后向上移动到下一个 高位 数字。
  • 首先,减去 (1-0)。这等于 1。
  • 同样,我们继续到下一个高位数字并减去 (0-0),这 等于 0。
  • 再次减去 (0-0),它等于 0。然后,我们减去 (1-1),结果是 0。
  • 因此,差值是 100012。

!Binary-Subtraction-Method 2 Step-2

(10001)2 的十进制等效值是 17。因此,这个差值是准确的。

方法 2:位的二进制数减法

在二进制中,数字 12 表示为 (1100)2,数字 26 表示为 (11010)2。现在让我们从 (11010)2 中减去 (1100)2。

步骤 1: 按照下面给出的顺序排列数字。

!Binary-Subtraction Method 2 Step-1

步骤 2: 使用二进制减法原理来减去这些数字。

  • 从最右边的数字开始减法,并向高位数字(向左)移动。
  • 减去 (0 – 0) → 结果: 0
  • 减去 (1 – 0) → 结果: 1
  • 减去 (0 – 1) → 由于 0 < 1,我们从高位借 1。

– 我们从左边的 1 借位(使其变为 0),借来的 1 在当前位变成 2(二进制的 10)。

– 现在我们有 (10 – 1),结果是 1。

  • 现在处理下一位:在借位后,原来的 1 变成了 0。我们需要计算 (0 – 1)。再次借位。

– 我们从左边更高位的 1 借位。

– 计算结果同样是 1。

  • 最后,处理最左边的一位:借位后,它仍然是 0。结果: 0
  • 最终结果是: 11102

> 注意:虽然原文在此处截断,但我们可以补充完整该步骤的逻辑:实际上,对于 11010 - 01100 的计算,我们需要注意对齐。通常对于简单的 5位减4位,我们要对齐低位。如果我们严格计算:

> 11010

> - 01100

> ------

> 01110

> 确实结果是 1110 (即十进制的 14),验证了 26 – 12 = 14。

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