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很完整的2、8、10、16進制轉(zhuǎn)換方法

[復(fù)制鏈接]
ID:105323 發(fā)表于 2016-2-22 22:25 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
最近在研究C語言,因為要用到各進制間轉(zhuǎn)換,所以收集了一些資料…
這是一節(jié)“前不著村后不著店”的課。不同進制之間的轉(zhuǎn)換純粹是數(shù)學(xué)上的計算。不過,你不必擔心會有么復(fù)雜,無非是乘或除的計算。
生活中其實很多地方的計數(shù)方法都多少有點不同進制的影子。
比如我們最常用的10進制,其實起源于人有10個指頭。如果我們的祖先始終沒有擺脫手腳不分的境況,我想我們現(xiàn)在一定是在使用20進制。
至于二進制……沒有襪子稱為0只襪子,有一只襪子稱為1只襪子,但若有兩襪子,則我們常說的是:1雙襪子。
生活中還有:七進制,比如星期。十六進制,比如小時或“一打”,六十進制,比如分鐘或角度……

我們找到問號字符(?)的ASCII值是63,那么我們可以把它轉(zhuǎn)換為八進值:77,然后用 ‘\77′來表示’?'。由于是八進制,所以本應(yīng)寫成 ‘\077′,但因為C,C++規(guī)定不允許使用斜杠加10進制數(shù)來表示字符,所以這里的0可以不寫。
事實上我們很少在實際編程中非要用轉(zhuǎn)義符加八進制數(shù)來表示一個字符,所以,6.2.4小節(jié)的內(nèi)容,大家僅僅了解就行。
6.2.5 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)
2進制,用兩個阿拉伯數(shù)字:0、1;
8進制,用八個阿拉伯數(shù)字:0、1、2、3、4、5、6、7;
10進制,用十個阿拉伯數(shù)字:0到9;
16進制,用十六個阿拉伯數(shù)字……等等,阿拉伯人或說是印度人,只發(fā)明了10個數(shù)字啊?
16進制就是逢16進1,但我們只有0~9這十個數(shù)字,所以我們用A,B,C,D,E,F(xiàn)這五個字母來分別表示10,11,12,13,14,15。字母不區(qū)分大小寫。
十六進制數(shù)的第0位的權(quán)值為16的0次方,第1位的權(quán)值為16的1次方,第2位的權(quán)值為16的2次方……
所以,在第N(N從0開始)位上,如果是是數(shù) X (X 大于等于0,并且X小于等于 15,即:F)表示的大小為 X * 16的N次方。
假設(shè)有一個十六進數(shù) 2AF5, 那么如何換算成10進制呢?
用豎式計算:
2AF5換算成10進制:
第0位: 5 * 16^0 = 5
第1位: F * 16^1 = 240
第2位: A * 16^2 = 2560
第3位: 2 * 16^3 = 8192 +
————————————-
                 10997
直接計算就是:
5 * 16^0 + F * 16^1 + A * 16^2 + 2 * 16^3 = 10997
(別忘了,在上面的計算中,A表示10,而F表示15)
現(xiàn)在可以看出,所有進制換算成10進制,關(guān)鍵在于各自的權(quán)值不同。
假設(shè)有人問你,十進數(shù) 1234 為什么是 一千二百三十四?你盡可以給他這么一個算式:
1234 = 1 * 10^3 + 2 * 10^2 + 3 * 10^1 + 4 * 10^0
6.2.6 十六進制數(shù)的表達方法
如果不使用特殊的書寫形式,16進制數(shù)也會和10進制相混。隨便一個數(shù):9876,就看不出它是16進制或10進制。
C,C++規(guī)定,16進制數(shù)必須以 0x開頭。比如 0×1表示一個16進制數(shù)。而1則表示一個十進制。另外如:0xff,0xFF,0X102A,等等。其中的x也也不區(qū)分大小寫。(注意:0x中的0是數(shù)字0,而不是字母O)
以下是一些用法示例:
int a = 0×100F;
int b = 0×70 + a;
至此,我們學(xué)完了所有進制:10進制,8進制,16進制數(shù)的表達方式。最后一點很重要,C/C++中,10進制數(shù)有正負之分,比如12表示正12,而-12表示負12,;但8進制和16進制只能用達無符號的正整數(shù),如果你在代碼中里:-078,或者寫:-0xF2,C,C++并不把它當成一個負數(shù)。
6.2.7 十六進制數(shù)在轉(zhuǎn)義符中的使用
轉(zhuǎn)義符也可以接一個16進制數(shù)來表示一個字符。如在6.2.4小節(jié)中說的 ‘?’ 字符,可以有以下表達方式:
‘?’     //直接輸入字符
‘\77′   //用八進制,此時可以省略開頭的0
‘\0×3F’ //用十六進制
同樣,這一小節(jié)只用于了解。除了空字符用八進制數(shù) ‘\0′ 表示以外,我們很少用后兩種方法表示一個字符。
6.3 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換到二、八、十六進制數(shù)
6.3.1 10進制數(shù)轉(zhuǎn)換為2進制數(shù)
給你一個十進制,比如:6,如果將它轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)呢?
10進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù),這是一個連續(xù)除2的過程:
把要轉(zhuǎn)換的數(shù),除以2,得到商和余數(shù),
將商繼續(xù)除以2,直到商為0。最后將所有余數(shù)倒序排列,得到數(shù)就是轉(zhuǎn)換結(jié)果。
聽起來有些糊涂?我們結(jié)合例子來說明。比如要轉(zhuǎn)換6為二進制數(shù)。
“把要轉(zhuǎn)換的數(shù),除以2,得到商和余數(shù)”。
那么:
要轉(zhuǎn)換的數(shù)是6, 6 ÷ 2,得到商是3,余數(shù)是0。 (不要告訴我你不會計算6÷3。
“將商繼續(xù)除以2,直到商為0……”
現(xiàn)在商是3,還不是0,所以繼續(xù)除以2。
那就: 3 ÷ 2, 得到商是1,余數(shù)是1。
“將商繼續(xù)除以2,直到商為0……”
現(xiàn)在商是1,還不是0,所以繼續(xù)除以2。
那就: 1 ÷ 2, 得到商是0,余數(shù)是1 (拿筆紙算一下,1÷2是不是商0余1!)
“將商繼續(xù)除以2,直到商為0……最后將所有余數(shù)倒序排列”
好極!現(xiàn)在商已經(jīng)是0。
我們?nèi)斡嬎阋来蔚玫接鄶?shù)分別是:0、1、1,將所有余數(shù)倒序排列,那就是:110了!
6轉(zhuǎn)換成二進制,結(jié)果是110。
把上面的一段改成用表格來表示,則為:
被除數(shù)
計算過程

余數(shù)
6
6/2
3
0
3
3/2
1
1
1
1/2
0
1
(在計算機中,÷用 / 來表示)
如果是在考試時,我們要畫這樣表還是有點費時間,所更常見的換算過程是使用下圖的連除:

(圖:1)
請大家對照圖,表,及文字說明,并且自已拿筆計算一遍如何將6轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。
說了半天,我們的轉(zhuǎn)換結(jié)果對嗎?二進制數(shù)110是6嗎?你已經(jīng)學(xué)會如何將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成10進制數(shù)了,所以請現(xiàn)在就計算一下110換成10進制是否就是6。
6.3.2 10進制數(shù)轉(zhuǎn)換為8、16進制數(shù)
非常開心,10進制數(shù)轉(zhuǎn)換成8進制的方法,和轉(zhuǎn)換為2進制的方法類似,惟一變化:除數(shù)由2變成8。
來看一個例子,如何將十進制數(shù)120轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)。
用表格表示:
被除數(shù)
計算過程

余數(shù)
120
120/8
15
0
15
15/8
1
7
1
1/8
0
1
120轉(zhuǎn)換為8進制,結(jié)果為:170。
非常非常開心,10進制數(shù)轉(zhuǎn)換成16進制的方法,和轉(zhuǎn)換為2進制的方法類似,惟一變化:除數(shù)由2變成16。
同樣是120,轉(zhuǎn)換成16進制則為:
被除數(shù)
計算過程

余數(shù)
120
120/16
7
8
7
7/16
0
7
120轉(zhuǎn)換為16進制,結(jié)果為:78。
請拿筆紙,采用(圖:1)的形式,演算上面兩個表的過程。
6.4 二、十六進制數(shù)互相轉(zhuǎn)換
二進制和十六進制的互相轉(zhuǎn)換比較重要。不過這二者的轉(zhuǎn)換卻不用計算,每個C,C++程序員都能做到看見二進制數(shù),直接就能轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù),反之亦然。
我們也一樣,只要學(xué)完這一小節(jié),就能做到。
首先我們來看一個二進制數(shù):1111,它是多少呢?
你可能還要這樣計算:1 * 2^0 + 1 * 2^1 + 1 * 2^2 + 1 * 2^3 = 1 * 1 + 1 * 2 + 1 * 4 + 1 * 8 = 15。
然而,由于1111才4位,所以我們必須直接記住它每一位的權(quán)值,并且是從高位往低位記,:8、4、2、1。即,最高位的權(quán)值為23 = 8,然后依次是 22 = 4,21=2, 20 = 1。
記住8421,對于任意一個4位的二進制數(shù),我們都可以很快算出它對應(yīng)的10進制值。
下面列出四位二進制數(shù) xxxx 所有可能的值(中間略過部分)
僅4位的2進制數(shù) 快速計算方法   十進制值     十六進值
1111        = 8 + 4 + 2 + 1 = 15          F
1110        = 8 + 4 + 2 + 0 = 14          E
1101        = 8 + 4 + 0 + 1 = 13          D         
1100        = 8 + 4 + 0 + 0 = 12          C         
1011        = 8 + 4 + 0 + 1 = 11          B         
1010        = 8 + 0 + 2 + 0 = 10          A
1001        = 8 + 0 + 0 + 1 = 10          9
….
0001        = 0 + 0 + 0 + 1 = 1           1
0000        = 0 + 0 + 0 + 0 = 0           0
二進制數(shù)要轉(zhuǎn)換為十六進制,就是以4位一段,分別轉(zhuǎn)換為十六進制。
如(上行為二制數(shù),下面為對應(yīng)的十六進制):
1111 1101 , 1010 0101 , 1001 1011
F    D   , A    5   , 9    B
反過來,當我們看到 FD時,如何迅速將它轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)呢?
先轉(zhuǎn)換F:
看到F,我們需知道它是15(可能你還不熟悉A~F這五個數(shù)),然后15如何用8421湊呢?應(yīng)該是8 + 4 + 2 + 1,所以四位全為1 :1111。
接著轉(zhuǎn)換 D:
看到D,知道它是13,13如何用8421湊呢?應(yīng)該是:8 + 2 + 1,即:1011。
所以,FD轉(zhuǎn)換為二進制數(shù),為: 1111 1011
由于十六進制轉(zhuǎn)換成二進制相當直接,所以,我們需要將一個十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成2進制數(shù)時,也可以先轉(zhuǎn)換成16進制,然后再轉(zhuǎn)換成2進制。
比如,十進制數(shù) 1234轉(zhuǎn)換成二制數(shù),如果要一直除以2,直接得到2進制數(shù),需要計算較多次數(shù)。所以我們可以先除以16,得到16進制數(shù):
被除數(shù)
計算過程

余數(shù)
1234
1234/16
77
2
77
77/16
4
13 (D)
4
4/16
0
4
結(jié)果16進制為: 0×4D2
然后我們可直接寫出0×4D2的二進制形式: 0100 1011 0010。
其中對映關(guān)系為:
0100 — 4
1011 — D
0010 — 2
同樣,如果一個二進制數(shù)很長,我們需要將它轉(zhuǎn)換成10進制數(shù)時,除了前面學(xué)過的方法是,我們還可以先將這個二進制轉(zhuǎn)換成16進制,然后再轉(zhuǎn)換為10進制。
下面舉例一個int類型的二進制數(shù):
01101101 11100101 10101111 00011011
我們按四位一組轉(zhuǎn)換為16進制: 6D E5 AF 1B  
6.5 原碼、反碼、補碼
結(jié)束了各種進制的轉(zhuǎn)換,我們來談?wù)劻硪粋話題:原碼、反碼、補碼。
我們已經(jīng)知道計算機中,所有數(shù)據(jù)最終都是使用二進制數(shù)表達。
我們也已經(jīng)學(xué)會如何將一個10進制數(shù)如何轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。
不過,我們?nèi)匀粵]有學(xué)習(xí)一個負數(shù)如何用二進制表達。
比如,假設(shè)有一 int 類型的數(shù),值為5,那么,我們知道它在計算機中表示為:
00000000 00000000 00000000 00000101
5轉(zhuǎn)換成二制是101,不過int類型的數(shù)占用4字節(jié)(32位),所以前面填了一堆0。
現(xiàn)在想知道,-5在計算機中如何表示?
在計算機中,負數(shù)以其正值的補碼形式表達。
什么叫補碼呢?這得從原碼,反碼說起。
原碼:一個整數(shù),按照絕對值大小轉(zhuǎn)換成的二進制數(shù),稱為原碼。
比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原碼。
反碼:將二進制數(shù)按位取反,所得的新二進制數(shù)稱為原二進制數(shù)的反碼。
取反操作指:原為1,得0;原為0,得1。(1變0; 0變1)
比如:將00000000 00000000 00000000 00000101每一位取反,得11111111 11111111 11111111 11111010。
稱:11111111 11111111 11111111 11111010 是 00000000 00000000 00000000 00000101 的反碼。
反碼是相互的,所以也可稱:
11111111 11111111 11111111 11111010 和 00000000 00000000 00000000 00000101 互為反碼。
補碼:反碼加1稱為補碼。
也就是說,要得到一個數(shù)的補碼,先得到反碼,然后將反碼加上1,所得數(shù)稱為補碼。
比如:00000000 00000000 00000000 00000101 的反碼是:11111111 11111111 11111111 11111010。
那么,補碼為:
11111111 11111111 11111111 11111010 + 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011
所以,-5 在計算機中表達為:11111111 11111111 11111111 11111011。轉(zhuǎn)換為十六進制:0xFFFFFFFB。
再舉一例,我們來看整數(shù)-1在計算機中如何表示。
假設(shè)這也是一個int類型,那么:
1、先取1的原碼:00000000 00000000 00000000 00000001
2、得反碼:     11111111 11111111 11111111 11111110
3、得補碼:     11111111 11111111 11111111 11111111
可見,-1在計算機里用二進制表達就是全1。16進制為:0xFFFFFF。
一切都是紙上說的……說-1在計算機里表達為0xFFFFFF,我能不能親眼看一看呢?當然可以。利用C++ Builder的調(diào)試功能,我們可以看到每個變量的16進制值。


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