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2の補数とは？
コンピュータが「マイナスの数」を2進数で表す方法。全ビット反転して1を足すだけで負の数が生まれる仕組み。
🎬 こんなシーンを想像
コンピュータに「−5を計算して」とお願いしたい。でもコンピュータが理解できるのは0と1だけ。マイナス記号もない。
どうやって
「負の数」を2進数で表すのか？
…それが「2の補数」という方法！
🔢 2の補数の作り方（例：−5 を8ビットで表す）
最上位ビット（左端）が 1 のとき負の数、0 のとき正の数。これを「符号ビット」と呼ぶ。
🗺️ 2の補数を作る2ステップ
① 全ビットを反転（0→1、1→0）
これが「1の補数」。00000101 → 11111010 のように全部入れ替える。
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② 1を加算する
1の補数に 1 を足す。11111010 + 1 = 11111011 → これが2の補数（＝−5）。
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なぜ「2の補数」と呼ぶ？
2進数で「足すと繰り上がってゼロになる数」を補数という。2進数1ビットの基数は2なので「2の補数」。コンピュータはこの仕組みで加算回路だけで引き算もできる。
⚠️ ひっかけ注意ポイント
「1の補数」と「2の補数」を混同しやすい
1の補数＝ビット反転だけ。2の補数＝ビット反転＋1を加算。試験では「どちらか」を問う選択肢が出る。
符号ビットを「値」として読まない
8ビット符号付き2進数で最上位ビットが 1 のとき、それは「128」ではなく「負の符号」。符号付き整数では最上位ビットは符号を示す。
0の表現が1つしかない
2の補数では 00000000 が 0 で、ただ1通り。1の補数では 00000000 と 11111111 の2通りの0が生じる問題があった。2の補数はこの問題を解決している。
🧠 覚え方（無理やりゴロ）
「反転して、いち（1）足す」 → 2の補数
「ひっくり返して（反転）、いち（1）たす（加算）」の2ステップ
「2の」「補」「数」 → ツー（2）の、ほ（補）、スー（数） = 「ツーホースー → 頭ひっくりかえして一歩進む馬」
バカバカしい絵ほど頭に残る：頭（ビット）ひっくり返して、一歩（＋1）進む