原码
原码是一种二进制编码方法，其中数值的最高位用于表示符号，剩余位用于表示数值的绝对值。
符号位： 最高位（最左边的位）表示符号。0 表示正数，1 表示负数。
数值位： 剩余的位表示数值的绝对值。
例如，对于一个 8 位整数：42 的原码表示：00101010。-42 的原码表示：10101010
反码
反码是一种表示负数的方法，它通过对数值的每一位进行取反（即 0 变 1，1 变 0）来生成。同时也是一种二进制数表示法，用于表示有符号整数。反码的出现和使用主要是为了简化硬件电路中的减法运算。理解反码的历史背景和其在计算中的用途，有助于更好地理解为什么这种表示方法被发明和使用。
**减法运算的简化：**在早期的计算机设计中，实现硬件电路的复杂度是一个重要的考虑因素。反码表示法简化了减法运算的实现：
加法和减法的统一： 使用反码表示法，可以将减法运算转换为加法运算。例如，计算 A - B 可以转换为 A + (-B)，其中 -B 是 B 的反码。对于正数和负数，加法电路可以统一处理，这简化了硬件设计。
正数的反码： 与原码相同。
负数的反码： 将原码的每一位（除了符号位）取反。例如，对于一个 8 位整数：+42 的反码表示：00101010（与原码相同） -42 的反码表示：11010101（将 00101010 取反）
补码
补码是现代计算机系统中最常用的表示有符号整数的方法。补码可以通过在反码的基础上加 1 来获得。
正数的补码： 与原码相同。负数的补码： 反码加 1。例如，对于一个 8 位整数：
+42 的补码表示：00101010（与原码相同） -42 的补码表示：先求反码：11010101 反码加 1：11010101 + 1 = 11010110
总结
原码： 直接将数值的绝对值转为二进制，并在最高位添加符号位。
反码： 将原码的每一位（除了符号位）取反。
补码： 在反码的基础上加 1。
Rust 实现原码、反码、补码
fn main() {
let number: i8 = -8; // 示例数值，可以更改为任何i8类型的数值
// 计算原码
let original = number;
let original_binary = format!("{:08b}", original as u8); // 直接显示原码
// 计算反码（针对负数，正数的反码与原码相同）
let inverted = !original;
let inverted_binary = format!("{:08b}", inverted as u8);
// 计算补码（针对负数，正数的补码与原码相同）
let twos_complement = inverted + 1;
let twos_complement_binary = format!("{:08b}", twos_complement as u8);
// 打印结果
println!("Number: {}", number);
println!("Original (Binary): {}", original_binary);
println!("Inverted (One's Complement) (Binary): {}", inverted_binary);
println!("Two's Complement (Binary): {}", twos_complement_binary);
}
运行示例
Number: -8
Original (Binary): 11111000
Inverted (One's Complement) (Binary): 00000111
Two's Complement (Binary): 00001000
