−0

−0负零代表0相反数,等于0。特定情况下,−0可能具有特殊意义。 在计算机科学中,−0主要用来表达浮点数,以及在某些时候对整数进行有符号数处理

在普通应用中,−0有可能被用来表示一个可以四舍五入为零的负数,或者是一个从负方向上趋近于零的数。

统计力学中,特定的系统在反转分布的状态下,可以被认为拥有−0的绝对温度

计算机科学

表示法

在对于整数的1+7比特的符号数值表示法中,负零是用二进制代码10000000表示的。在8位二进制反码中,负零是用二进制代码11111111表示,但补码表示法则没有负零的概念。在IEEE 754二进制浮点数算术标准中,指数和尾数为零、符号比特为一的数就是负零。

IBM的普通十进制算数编码规范中,运用十进制来表示浮点数。这里负零被表示为指数为编码内任意合法数值、所有系数均为零、符号比特为一的数。

性质与处理

在编程语言,例如CC#C++Java,一个表达式的结果可能是负零(比如对一个负数算术下溢时的结果),此时负零和正零是等效的。因此一个简单的比较不能够确定一个数是负零。确定一个数是负零的办法包括:

  1. 使用IEEE 754中定义的copysign()函数复制零的符号到任意非零的数上。
  2. 用一个正数来除以这个零——得到的无穷能够反映出零的符号
    •   (x>0)
    •   (x>0)
  3. 在Java中,用Double中的equals方法,能够分辨出正零和负零,[1]例如:
    • Double negativeZero = new Double(-0.0);
      negativeZero.equals(-0.0); // 结果:真
      negativeZero.equals( 0.0); // 结果:假
  4. 在C语言中,使用一个依赖于本地硬件表示法的不方便的办法。例: *(int *)&var == 0x80000000varIEEE 754中编码单精度)。

其他对于负零的运算有:

  •   (x>0)
  •   (x<0)
  •   (x<0)
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •   (x>0)
  •  

自然科学

气象学中,处于统计学的原因,−0常常用来表示一个低于零度却又不足以约分成-1的温度(无论华氏温标还是摄氏温标),比如−0.2度,它不能被列为零度因为零度显然不会小于零。然而低于零度的天数往往是比较冬季寒冷程度的一个基本统计数据,所以它并不能被忽略。不过它又没有低到能够约分为-1度,所以就被记录为−0度。[来源请求]

统计力学中,一个系统可能会有负的绝对温度,但是和直觉相反,这并不是极端寒冷,反而是极端炎热,比任何一个正的温度都要高(意指−0=无限)。在相关文献里,−0就是最高的温度。[2]

参考资料

  1. ^ Double (Java Platform SE 6). docs.oracle.com. [2022-12-10]. (原始内容存档于2022-12-25). 
  2. ^ Kittel, Charles; Kroemer, Herbert. Thermal Physics. W. H. Freeman & Company. 1980. ISBN 0-7167-1088-9. 

延伸阅读

参见