在《计算机系统程序员的观点》(2.3.5)一书中,计算二的补码乘法的方法描述如下:
C中的有符号乘法通常是通过将2w位乘积截断为w位来执行的。将二补码数截断为w位相当于首先计算其取模2w的值,然后从无符号转换为二补码。
因此,对于相似的位级操作数,为什么无符号乘法不同于二的补乘法?为什么两个补乘法需要进行符号扩展?
为了计算无符号和二补加法的相同位级表示,我们可以转换二补的参数,然后执行无符号加法,最后转换回二补。
既然乘法由多个加法组成,为什么无符号乘法和二的补码乘法的完整表示不同?
图2.27展示了以下示例:
+------------------+----------+---------+-------------+-----------------+
| Mode | x | y | x · y | Truncated x · y |
+------------------+----------+---------+-------------+-----------------+
| Unsigned | 5 [101] | 3 [011] | 15 [001111] | 7 [111] |
| Two's complement | –3 [101] | 3 [011] | –9 [110111] | –1 [111] |
+------------------+----------+---------+-------------+-----------------+
如果将101乘以011,则得到1111(等于001111)。那么二的补码是怎么得到110111的呢?
这里需要注意的是,要得到正确的6位2的补码积,需要将6位2的补码数相乘。因此,您需要首先将-3和3转换为6位2的补码表示法:-3=111101,3=000011,然后将它们相乘111101*000011=10110111。您还需要将结果截断为6位,最终从上表中获得110111。
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