โปรแกรม C หา Two's Complement ของตัวเลขไบนารี

วิธีคำนวณ (2 วิธี)

วิธีที่ 1: One's Complement + 1

1. หา One's Complement (กลับบิต: 0→1, 1→0)
2. บวก 1 เข้าไป

วิธีที่ 2: จาก LSB (Least Significant Bit)

1. คัดลอกบิตจากขวาสุดจนถึง '1' ตัวแรก (รวม '1' ตัวนั้น)
2. กลับบิตที่เหลือทางซ้าย

ตัวอย่าง: 1000010 (Binary)

วิธี 1:

Original:    1 0 0 0 0 1 0
One's Comp:  0 1 1 1 1 0 1
Add 1:       0 1 1 1 1 1 0  ← Two's Complement

วิธี 2:

Original:    1 0 0 0 0 1 0
             ↑           ↑
           Copy       First '1' from right
Keep:                  1 0
Flip left:  0 1 1 1 1
Result:     0 1 1 1 1 1 0

โค้ด C: หา One's และ Two's Complement

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define SIZE 8

int main() {
    char num[SIZE + 1], one[SIZE + 1], two[SIZE + 1];
    int i, carry = 1;
    
    printf("Enter %d-bit binary number: ", SIZE);
    scanf("%s", num);
    
    // Validate input
    for(i = 0; i < SIZE; i++) {
        if(num[i] != '0' && num[i] != '1') {
            printf("Invalid binary number!\n");
            return 1;
        }
    }
    
    // One's Complement
    for(i = 0; i < SIZE; i++) {
        one[i] = (num[i] == '0') ? '1' : '0';
    }
    one[SIZE] = '\0';
    
    // Two's Complement (One's + 1)
    for(i = SIZE - 1; i >= 0; i--) {
        if(one[i] == '1' && carry == 1) {
            two[i] = '0';
            carry = 1;
        } else if(one[i] == '0' && carry == 1) {
            two[i] = '1';
            carry = 0;
        } else {
            two[i] = one[i];
        }
    }
    two[SIZE] = '\0';
    
    printf("Original:      %s\n", num);
    printf("One's Comp:    %s\n", one);
    printf("Two's Comp:    %s\n", two);
    
    return 0;
}

ผลลัพธ์

Enter 8-bit binary number: 1000010
Original:      1000010
One's Comp:    0111101
Two's Comp:    0111110

ความหมายของ Two's Complement

การใช้งานจริง

• CPU ใช้ Two's Complement สำหรับ Signed Integer
• การลบ: A - B = A + (Two's Complement of B)
• Overflow Detection: Carry In ≠ Carry Out ของ MSB

ฟังก์ชันสำเร็จรูป (GCC/Clang)

// Built-in functions
int x = 10;
int neg = -x;                    // Two's complement
unsigned ux = (unsigned)-x;      // As unsigned
// หรือ
int twos = ~x + 1;               // Manual: One's complement + 1