什么是进制
进制也就是进位制,是利用固定的数字符号和统一的规则来计数的方法,是人们规定的一种进位方法。 对于任何一种进制---X进制,就表示某一位置上的数运算时是逢X进一位。 十进制是逢十进一,十六进制是逢十六进一,二进制就是逢二进一,以此类推,x进制就是逢x进位。
我们平时使用的数字都是由 0~9 共十个数字组成的,例如 1、9、10、297、952 等,一个数字最多能表示九,如果要表示十、十一、二十九、一百等,就需要多个数字组合起来。
例如表示 5+8 的结果,一个数字不够,只能”进位“,用 13 来表示;这时”进一位“相当于十,”进两位“相当于二十。
因为逢十进一(满十进一),也因为只有 0~9 共十个数字,所以叫做十进制(Decimalism)。十进制是在人类社会发展过程中自然形成的,它符合人们的思维习惯,例如人类有十根手指,也有十根脚趾。
进制也就是进位制。进行加法运算时逢X进一(满X进一),进行减法运算时借一当X,这就是X进制,这种进制也就包含X个数字,基数为X。十进制有 0~9 共10个数字,基数为10,在加减法运算中,逢十进一,借一当十。
二进制
我们不妨将思维拓展一下,既然可以用 0~9 共十个数字来表示数值,那么也可以用0、1两个数字来表示数值,这就是二进制(Binary)。例如,数字 0、1、10、111、100、1000001 都是有效的二进制。
在计算机内部,数据都是以二进制的形式存储的,二进制是学习编程必须掌握的基础。本节我们先讲解二进制的概念,下节讲解数据在内存中的存储,让大家学以致用。
二进制加减法和十进制加减法的思想是类似的:
对于十进制,进行加法运算时逢十进一,进行减法运算时借一当十;
对于二进制,进行加法运算时逢二进一,进行减法运算时借一当二。
下面两张示意图详细演示了二进制加减法的运算过程。
二进制加法:1+0=1、1+1=10、11+10=101、111+111=1110
图1:二进制加法示意图
二进制减法:1-0=1、10-1=1、101-11=10、1100-111=101
八进制
除了二进制,C语言还会使用到八进制。
八进制有 0~7 共8个数字,基数为8,加法运算时逢八进一,减法运算时借一当八。例如,数字 0、1、5、7、14、733、67001、25430 都是有效的八进制。
下面两张图详细演示了八进制加减法的运算过程。
八进制加法:3+4=7、5+6=13、75+42=137、2427+567=3216
八进制减法:6-4=2、52-27=23、307-141=146、7430-1451=5757
十六进制
除了二进制和八进制,十六进制也经常使用,甚至比八进制还要频繁。
十六进制中,用A来表示10,B表示11,C表示12,D表示13,E表示14,F表示15,因此有 0~F 共16个数字,基数为16,加法运算时逢16进1,减法运算时借1当16。例如,数字 0、1、6、9、A、D、F、419、EA32、80A3、BC00 都是有效的十六进制。
注意,十六进制中的字母不区分大小写,ABCDEF 也可以写作 abcdef。
下面两张图详细演示了十六进制加减法的运算过程。
十六进制加法:6+7=D、18+BA=D2、595+792=D27、2F87+F8A=3F11
十六进制减法:D-3=A、52-2F=23、E07-141=CC6、7CA0-1CB1=5FEF
进制转换
下面是二、八、十、十六进制之间关系的结构图:
(Figure1:进制关系结构图)
下文会分4个部分对这个图进行分解,针对每个部分会以图文的形式进行讲解:
(二、八、十六进制) → (十进制);
(十进制) → (二、八、十六进制);
(二进制) ↔ (八、十六进制);
(八进制) ↔ (十六进制);
进制转换算法(Convert)
进制的前缀或后缀
在数字前后加上不同的字母来表示不同的进位制。
前缀0b或0B表示二进制,0o或0O或0表示八进制,0x表示16进制,0d或0D或不加任何前缀。
例如:0b101011=0o53=0d43=0x2B
后缀B(Binary)表示二进制,O(Octal)表示八进制,D(Decimal)或不加表示十进制,H(Hexadecimal)表示十六进制。
例如:(101011)B=(53)O=(43)D=(2B)H
(一) (二、八、十六进制) → (十进制)
(Figure2:其他进制转换为十进制)
二进制 → 十进制
方法:二进制数从低位到高位(即从右往左)计算,第0位的权值是2的0次方,第1位的权值是2的1次方,第2位的权值是2的2次方,依次递增下去,把最后的结果相加的值就是十进制的值了。
例:将二进制的(101011)B转换为十进制的步骤如下:
第0位 1 x 2^0 = 1;
第1位 1 x 2^1 = 2;
第2位 0 x 2^2 = 0;
第3位 1 x 2^3 = 8;
第4位 0 x 2^4 = 0;
第5位 1 x 2^5 = 32;
读数,把结果值相加,1+2+0+8+0+32=43,即(101011)B=(43)D。
八进制 → 十进制
方法:八进制数从低位到高位(即从右往左)计算,第0位的权值是8的0次方,第1位的权值是8的1次方,第2位的权值是8的2次方,依次递增下去,把最后的结果相加的值就是十进制的值了。
八进制就是逢8进1,八进制数采用 0~7这八数来表达一个数。
例:将八进制的(53)O转换为十进制的步骤如下:
第0位 3 x 8^0 = 3;
第1位 5 x 8^1 = 40;
读数,把结果值相加,3+40=43,即(53)O=(43)D。
十六进制 → 十进制
方法:十六进制数从低位到高位(即从右往左)计算,第0位的权值是16的0次方,第1位的权值是16的1次方,第2位的权值是16的2次方,依次递增下去,把最后的结果相加的值就是十进制的值了。
十六进制就是逢16进1,十六进制的16个数为0123456789ABCDEF。
例:将十六进制的(2B)H转换为十进制的步骤如下:
第0位 B x 16^0 = 11;
第1位 2 x 16^1 = 32;
读数,把结果值相加,11+32=43,即(2B)H=(43)D。
(二) (十进制) → (二、八、十六进制)
(Figure3:十进制转换为其它进制)
十进制 → 二进制
方法:除2取余法,即每次将整数部分除以2,余数为该位权上的数,而商继续除以2,余数又为上一个位权上的数,这个步骤一直持续下去,直到商为0为止,最后读数时候,从最后一个余数读起,一直到最前面的一个余数。
例:将十进制的(43)D转换为二进制的步骤如下:
将商43除以2,商21余数为1;
将商21除以2,商10余数为1;
将商10除以2,商5余数为0;
将商5除以2,商2余数为1;
将商2除以2,商1余数为0;
将商1除以2,商0余数为1;
读数,因为最后一位是经过多次除以2才得到的,因此它是最高位,读数字从最后的余数向前读,101011,即(43)D=(101011)B。
(Figure4:图解十进制 → 二进制)
十进制 → 八进制
方法1:除8取余法,即每次将整数部分除以8,余数为该位权上的数,而商继续除以8,余数又为上一个位权上的数,这个步骤一直持续下去,直到商为0为止,最后读数时候,从最后一个余数起,一直到最前面的一个余数。
例:将十进制的(796)D转换为八进制的步骤如下:
将商796除以8,商99余数为4;
将商99除以8,商12余数为3;
将商12除以8,商1余数为4;
将商1除以8,商0余数为1;
读数,因为最后一位是经过多次除以8才得到的,因此它是最高位,读数字从最后的余数向前读,1434,即(796)D=(1434)O。
(Figure5:图解十进制 → 八进制)
方法2:使用间接法,先将十进制转换成二进制,然后将二进制又转换成八进制;
(Figure6:图解十进制 → 八进制)
十进制 → 十六进制
方法1:除16取余法,即每次将整数部分除以16,余数为该位权上的数,而商继续除以16,余数又为上一个位权上的数,这个步骤一直持续下去,直到商为0为止,最后读数时候,从最后一个余数起,一直到最前面的一个余数。
例:将十进制的(796)D转换为十六进制的步骤如下:
将商796除以16,商49余数为12,对应十六进制的C;
将商49除以16,商3余数为1;
将商3除以16,商0余数为3;
读数,因为最后一位是经过多次除以16才得到的,因此它是最高位,读数字从最后的余数向前读,31C,即(796)D=(31C)H。
(Figure7:图解十进制 → 十六进制)
方法2:使用间接法,先将十进制转换成二进制,然后将二进制又转换成十六进制;
(Figure8:图解十进制 → 十六进制)
(三) (二进制) ↔ (八、十六进制)
(Figure9:二进制转换为其它进制)
二进制 → 八进制
方法:取三合一法,即从二进制的小数点为分界点,向左(向右)每三位取成一位,接着将这三位二进制按权相加,然后,按顺序进行排列,小数点的位置不变,得到的数字就是我们所求的八进制数。如果向左(向右)取三位后,取到最高(最低)位时候,如果无法凑足三位,可以在小数点最左边(最右边),即整数的最高位(最低位)添0,凑足三位。
例:将二进制的(11010111.0100111)B转换为八进制的步骤如下:
小数点前111 = 7;
010 = 2;
11补全为011,011 = 3;
小数点后010 = 2;
011 = 3;
1补全为100,100 = 4;
读数,读数从高位到低位,即(11010111.0100111)B=(327.234)O。
(Figure10:图解二进制 → 八进制)
二进制与八进制编码对应表:
二进制
八进制
000
0
001
1
010
2
011
3
100
4
101
5
110
6
111
7
八进制 → 二进制
方法:取一分三法,即将一位八进制数分解成三位二进制数,用三位二进制按权相加去凑这位八进制数,小数点位置照旧。
例:将八进制的(327)O转换为二进制的步骤如下:
3 = 011;
2 = 010;
7 = 111;
读数,读数从高位到低位,011010111,即(327)O=(11010111)B。
(Figure11:图解八进制 → 二进制)
二进制 → 十六进制
方法:取四合一法,即从二进制的小数点为分界点,向左(向右)每四位取成一位,接着将这四位二进制按权相加,然后,按顺序进行排列,小数点的位置不变,得到的数字就是我们所求的十六进制数。如果向左(向右)取四位后,取到最高(最低)位时候,如果无法凑足四位,可以在小数点最左边(最右边),即整数的最高位(最低位)添0,凑足四位。
例:将二进制的(11010111)B转换为十六进制的步骤如下:
0111 = 7;
1101 = D;
读数,读数从高位到低位,即(11010111)B=(D7)H。
(Figure12:图解二进制 → 十六进制)
十六进制 → 二进制
方法:取一分四法,即将一位十六进制数分解成四位二进制数,用四位二进制按权相加去凑这位十六进制数,小数点位置照旧。
例:将十六进制的(D7)H转换为二进制的步骤如下:
D = 1101;
7 = 0111;
读数,读数从高位到低位,即(D7)H=(11010111)B。
(Figure13:图解十六进制 → 二进制)
(四) (八进制) ↔ (十六进制)
(Figure14:八进制与十六进制之间的转换)
八进制 → 十六进制
方法:将八进制转换为二进制,然后再将二进制转换为十六进制,小数点位置不变。
例:将八进制的(327)O转换为十六进制的步骤如下:
3 = 011;
2 = 010;
7 = 111;
0111 = 7;
1101 = D;
读数,读数从高位到低位,D7,即(327)O=(D7)H。
(Figure15:图解八进制 → 十六进制)
十六进制 → 八进制
方法:将十六进制转换为二进制,然后再将二进制转换为八进制,小数点位置不变。
例:将十六进制的(D7)H转换为八进制的步骤如下:
7 = 0111;
D = 1101;
0111 = 7;
010 = 2;
011 = 3;
读数,读数从高位到低位,327,即(D7)H=(327)O。
(Figure16:图解十六进制 → 八进制)
参考或转载:
https://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5411456.html
http://c.biancheng.net/view/1724.html
https://www.cnblogs.com/gaizai/p/4233780.html#_labelContents