Znaki flag są używane przez podpisaną kategorię reprezentacji do konotowania ujemnych liczb całkowitych. Kategorie danych bez znaku nie używają takich znaków, ponieważ mogą zawierać tylko zero i wszystkie inne wartości dodatnie. Rozróżnienie „ze znakiem” i „bez znaku” jest ważne, aby aplikacja komputerowa działała prawidłowo.
Podpisany vs Niepodpisany
Różnica między kategoriami danych ze znakiem i bez znaku polega na tym, że podczas gdy ze znakiem zawiera zarówno dodatnie, jak i ujemne liczby całkowite, bez znaku obejmuje wyłącznie dodatnie liczby całkowite.
W programowaniu komputerowym te kategorie „ze znakiem” i „bez znaku” odnoszą się do zmiennych, które mogą zawierać pewne typy liczb całkowitych. W kontekście kodowania pierwsza kategoria może zawierać oba typy liczb całkowitych, podczas gdy druga kategoria może obejmować wyłącznie liczbę zero i całą listę dodatnich liczb całkowitych.
Tabela porównawcza między znakiem i bez znaku
| Parametry porównania | Podpisano | Niepodpisany |
| Uwzględnione wartości | Podpisane kategorie danych obejmują zarówno liczby całkowite dodatnie, jak i ujemne. | Kategorie danych bez znaku zawierają tylko zero i inne dodatnie liczby całkowite. Nie mogą zawierać ujemnych liczb całkowitych. |
| Ogrom | Liczby całkowite ze znakiem mają mniejszą wartość niż ich odpowiedniki bez znaku w tym samym zakresie. | Liczby całkowite bez znaku mają większą wartość niż ich odpowiedniki ze znakiem w tym samym zakresie. |
| Znak flagi | Podpisane typy danych używają znaku flagi przed liczbami ujemnymi, które reprezentują. | Typy danych bez znaku nie używają znaku flagi przed liczbami, ponieważ reprezentują one tylko dodatnie liczby całkowite. |
| Proces identyfikacji | Pozostały bit jest używany przez podpisane kontenery danych. | Wiodący bit wartości jest używany przez niepodpisane kontenery danych. |
| Zasięg w Char | Liczby całkowite ze znakiem mieszczą się w zakresie od -128 do 127 w znakach. | Liczby całkowite bez znaku mieszczą się w zakresie od 0 do 255 w znakach. |
| Metoda reprezentacji | Do reprezentowania zmiennych binarnych ze znakiem można użyć formy uzupełnienia do 1, formy uzupełnienia do 2 i formy znak-wielkość. | Zmienne binarne bez znaku nie mają poprzedzającego znaku ani symbolu, a zatem istnieje tylko jedna metoda reprezentacji takich zmiennych binarnych. |
| Jednoznaczna metoda reprezentacji | 1 z 3 możliwych sposobów reprezentacji jest jednoznaczna. | Jedyna dostępna metoda reprezentacji jest jednoznaczna. |
Co jest podpisane?
Reprezentacja liczb ze znakiem to kategoryzacja zarówno dodatnich, jak i ujemnych liczb całkowitych. Podpisane grupy danych składają się z liczb po obu stronach osi liczbowej. Liczby ujemne są odróżniane od dodatnich znakami flagi.
Podpisane grupowania liczb są używane w programowaniu komputerowym. Istnieją trzy metody reprezentowania podpisanych zestawów danych. W metodzie znak-wielkość jeden bit jest zarezerwowany dla symbolu znaku. To sprawia, że jest to metoda niejednoznaczna.
Podobnie metoda uzupełnienia do jedynki jest również niejednoznaczną metodą reprezentacji liczb całkowitych ze znakiem. Metoda uzupełnienia do 2 jest jedyną jednoznaczną metodą, której można użyć do reprezentowania tych liczb całkowitych. Takie typy danych były szeroko stosowane w rozwoju języków programowania, takich jak C i C+.
Co to jest niepodpisany?
Kategoryzacje danych bez znaku są zasadniczo klasyfikacjami dodatnich liczb całkowitych. Zawierają wyłącznie wartości dodatnie. Zero jest również częścią kategoryzacji bez znaku. Zestawy danych bez znaku nie mają znaków flag poprzedzających zawarte liczby całkowite, ponieważ wszystkie wartości są dodatnie.
Podobnie jak binarne liczby całkowite ze znakiem, liczby bez znaku są również używane w dziedzinie programowania. C++, C# i inne języki programowania używają tych zestawów danych. W char, binarne liczby całkowite bez znaku mieszczą się w zakresie od 0 do 255.
Typy danych bez znaku mogą reprezentować tylko wielkość liczby binarnej, którą reprezentują. Oznacza to, że każda liczba ma tylko jedną równoważną formę binarną. Stąd ta forma reprezentacji nazywana jest jednoznaczną metodą reprezentacji. Co więcej, zmienne bez znaku mają dwukrotnie większą wartość niż ich odpowiedniki ze znakiem w tym samym zakresie.
Główne różnice między podpisanym a niepodpisanym
- Główna różnica między typami danych ze znakiem i bez znaku polega na tym, że pierwszy umożliwia użytkownikowi reprezentowanie zarówno liczb dodatnich, jak i ujemnych, podczas gdy drugi służy do reprezentowania zerowych i innych liczb dodatnich. Liczby ujemne nie mogą być reprezentowane przez typy danych bez znaku. Mogą być używane wyłącznie do dodatnich liczb całkowitych.
- Chociaż podobne typy zmiennych ze znakiem i bez znaku mają ten sam zakres, ta ostatnia reprezentuje większą wartość liczby niż odpowiadająca jej zmienna ze znakiem.
- Podpisana kategoryzacja danych używa znaku flagi przed liczbami ujemnymi, które reprezentuje. Żaden taki znak flagi nie jest używany przez kategorię danych bez znaku, ponieważ reprezentuje tylko liczby dodatnie.
- Obie kategorie różnią się również pod względem poszczególnych zakresów w kontekście char. Liczby całkowite ze znakiem mieszczą się w zakresie od -128 do 127 w znakach, podczas gdy liczby całkowite ze znakiem mieszczą się w zakresie od 0 do 255 w znakach.
- Kolejną różnicą między nimi jest metoda identyfikacji, której używa każdy. Wiodący bit danej wartości jest używany jako część wartości przez kategorię danych bez znaku w celu określenia, czy liczba jest dodatnia, czy ujemna. Alternatywnie, podpisane typy danych używają pozostałego bitu do wykonania tej samej identyfikacji.
- Metoda dopełnienia do 1, metoda dopełnienia do 2 i metoda postaci znak-moduł mogą być używane do reprezentowania zmiennych ze znakiem, ponieważ niektóre zmienne binarne mają ujemny znak flagi. Podczas gdy zmienne binarne kategorii bez znaku reprezentują wyłącznie ich wielkości, ponieważ wszystkie są dodatnimi liczbami całkowitymi.
- Binarne liczby całkowite ze znakiem mają trzy możliwe techniki reprezentacji, ale tylko jedną jednoznaczną metodę reprezentacji, podczas gdy binarne liczby bez znaku mają jedną metodę reprezentacji, która z kolei jest jednoznaczna.
Wniosek
Do programowania używane są kody binarne. Są one również wykorzystywane przez komputery do przechowywania i uzyskiwania dostępu do danych. W tym celu wykorzystywane są dwa typy danych – podpisane i niepodpisane. Podpisane kategorie danych mogą zawierać wartości zarówno dodatnie, jak i ujemne.
Przeciwnie, kategoria danych bez znaku składa się wyłącznie z dodatnich liczb całkowitych. Ta wyłączność kategorii danych bez znaku oznacza jej wyraźną różnicę w stosunku do kategorii danych ze znakiem.
Liczby całkowite ze znakiem używają symboli flag do oznaczania ujemnych liczb całkowitych. Typy danych bez znaku nie używają takich symboli flag, ponieważ wszystkie liczby całkowite zawarte w tej kategorii są niezmiennie dodatnie.
Ta zasadnicza różnica między tymi dwoma musi być rozpoznana, aby powstrzymać się od niewłaściwego użycia tych dwóch. Jeśli te dwie kategorie danych są używane nieprawidłowo lub ich użycie jest połączone w sposób, który wpływa na programowanie urządzenia, komputer zwykle wyświetla ostrzeżenie, powiadamiając użytkownika o usunięciu wątpliwości.
Bibliografia
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6606625/
- https://link.springer.com/rozdział/10.1007/978-3-540-28628-8_8
- https://www.cs.umn.edu/sites/cs.umn.edu/files/tech_reports/14-006.pdf
