进制换算.docx

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进制换算

一。

进制概念

1。

十进制

十进制使用十个数字（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）记数，基数为10，逢十进一。

历史上第一台电子数字计算机ENIAC是一台十进制机器，其数字以十进制表示，并以十进制形式运算。

设计十进制机器比设计二进制机器复杂得多。

而自然界具有两种稳定状态的组件普遍存在，如开关的开和关，电路的通和断，电压的高和低等，非常适合表示计算机中的数。

设计过程简单，可靠性高。

因此，现在改为二进制计算机。

2。

二进制

二进制以2为基数，只用0和1两个数字表示数，逢2进一。

二进制与遵循十进制数遵循一样的运算规则，但显得比十进制更简单。

例如：

（1）加法：

0+0=00+1=11+0=11+1=0

（2）减法：

0-0=01-1=01-0=10-1=1

（3）乘法：

0*0=00*1=01*0=01*1=1

（4）除法：

0/1=01/1=1，除数不能为0

3。

八进制

所谓八进制，就是其基数为8，基数值可以取0、1、2、3、4、5、6、7共8个值，逢八进一。

八进制与十进制运算规则一样。

那么为什么要用八进制呢？

难道要设计八进制的计算机么？

实际上，八进制与十六进制的引用，主要是为了书写和表示方便，因为二进制表示位数比较长。

如：

（1024）10用二进制表示为（10000000000）2，共有11个数字，用八进制表示为（2000）8。

更重要的是，由于二进制与八进制存在在一种对等关系，每三位二进制与一位八进制数完全对等（23=8）。

所以二进制和十进制在运算上无区别，而时进制不具备这一优点。

4。

十六进制

十六进制应用也是非常广泛的一种计数制。

在使用者看来，十六进制是二进制数的一种更加紧凑的一种表示方法。

基数为：

0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，逢十进一。

在十六进制系统中，数值为10到15的数分别用A、B、C、D、E、F表示。

二进制数及与之等值的八进制、十进制和十六进制数

二进制八进制十进制十六进制

0000000

0001111

0010222

0011333

0100444

0101555

0110666

0111777

10001088

10011199

10101210A

10111311B

11001412C

11011513D

11101614E

11111715F

二。

进制转换

1。

二进制与十进制数间的转换

（1）二进制转换为十进制

将每个二进制数按权展开后求和即可。

请看例题：

把二进制数（101.101）2=1*22+0*21+1*20+1*2-1+0*2-2+1*2-3=（5.625）10

（2）十进制转换为二进制

一般需要将十进制数的整数部分与小数部分分开处理。

整数部分计算方法：

除2取余法请看例题：

十进制数（53）10的二进制值为（110101）2

小数部分计算方法：

乘2取整法，即每一步将十进制小数部分乘以2，所得积的小数点左边的数字（0或1）作为二进制表示法中的数字，第一次乘法所得的整数部分为最高位。

请看例题：

将（0.5125）10转换成二进制。

（0.5125）10=（0.101）2

2。

八进制、十六进制与十六进制间的转换

八进制、十六进制与十六进制之间的转换方法与二进制，同十进制之间的转换方法类似。

例如：

（73）8=7*81+3=（59）10

（0.56）8=5*8-1+6*8-2=（0.71875）10

（12A）16=1*162+2*161+A*160=（298）10

（0.3C8）16=3*16-1+12*16-2+8*16-3=（0.142578125）10

十进制整数→→→→→八进制方法：

“除8取余”

十进制整数→→→→→十六进制方法：

“除16取余”例如：

（171）10=（253）8

（2653）10=（A5D）16

十进制小数→→→→→八进制小数方法：

“乘8取整”

十进制小数→→→→→十六进制小数方法：

“乘16取整”例如：

（0。

71875）10=（0.56）8

（0.142578125）10=（0.3C8）16

3.非十进制数之间的转换

（1）二进制数与八进制数之间的转换

转换方法是：

以小数点为界，分别向左右每三位二进制数合成一位八进制数，或每一位八进制数展成三位二进制数，不足三位者补0。

例如：

（423。

45）8=（100010011.100101）2

（1001001.1101）2=（001001001.110100）2=（111.64）8

2。

二进制与十六进制转换

转换方法：

以小数点为界，分别向左右每四位二进制合成一位十六进制数，或每一位十六进制数展成四位二进制数，不足四位者补0。

例如：

（ABCD。

EF）16=（1010101111001101.11101111）2

（101101101001011.01101）2=（0101101101001011.01101000）2=（5B4B。

68）16

为什么需要八进制和十六进制?

编程中，我们常用的还是10进制……必竟C/C++是高级语言。

比如：

inta=100,b=99;

不过，由于数据在计算机中的表示，最终以二进制的形式存在，所以有时候使用二进制，可以更直观地解决问题。

但，二进制数太长了。

比如int类型占用4个字节，32位。

比如100，用int类型的二进制数表达将是：

000000000000000001100100

面对这么长的数进行思考或操作，没有人会喜欢。

因此，C,C++没有提供在代码直接写二进制数的方法。

用16进制或8进制可以解决这个问题。

因为，进制越大，数的表达长度也就越短。

不过，为什么偏偏是16或8进制，而不其它的，诸如9或20进制呢？

2、8、16，分别是2的1次方，3次方，4次方。

这一点使得三种进制之间可以非常直接地互相转换。

8进制或16进制缩短了二进制数，但保持了二进制数的表达特点。

在下面的关于进制转换的课程中，你可以发现这一点。

6.2二、八、十六进制数转换到十进制数

6.2.1二进制数转换为十进制数

二进制数第0位的权值是2的0次方，第1位的权值是2的1次方……

所以，设有一个二进制数：

01100100，转换为10进制为：

下面是竖式：

01100100换算成十进制

第0位0*20=0

第1位0*21=0

第2位1*22=4

第3位0*23=0

第4位0*24=0

第5位1*25=32

第6位1*26=64

第7位0*27=0＋

---------------------------

100

用横式计算为：

0*20+0*21+1*22+1*23+0*24+1*25+1*26+0*27=100

0乘以多少都是0，所以我们也可以直接跳过值为0的位：

1*22+1*23+1*25+1*26=100

6.2.2八进制数转换为十进制数

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。

八进制数第0位的权值为8的0次方，第1位权值为8的1次方，第2位权值为8的2次方……

所以，设有一个八进制数：

1507，转换为十进制为：

用竖式表示：

1507换算成十进制。

第0位7*80=7

第1位0*81=0

第2位5*82=320

第3位1*83=512＋

--------------------------

839

同样，我们也可以用横式直接计算：

7*80+0*81+5*82+1*83=839

结果是，八进制数1507转换成十进制数为839

6.2.3八进制数的表达方法

C,C++语言中，如何表达一个八进制数呢？

如果这个数是876,我们可以断定它不是八进制数，因为八进制数中不可能出7以上的阿拉伯数字。

但如果这个数是123、是567，或12345670，那么它是八进制数还是10进制数，都有可能。

所以,C,C++规定，一个数如果要指明它采用八进制，必须在它前面加上一个0，如：

123是十进制，但0123则表示采用八进制。

这就是八进制数在C、C++中的表达方法。

由于C和C++都没有提供二进制数的表达方法，所以，这里所学的八进制是我们学习的，CtC++语言的数值表达的第二种进制法。

现在，对于同样一个数，比如是100，我们在代码中可以用平常的10进制表达，例如在变量初始化时：

inta=100;

我们也可以这样写：

inta=0144;//0144是八进制的100；一个10进制数如何转成8进制，我们后面会学到。

千万记住，用八进制表达时，你不能少了最前的那个0。

否则计算机会通通当成10进制。

不过，有一个地方使用八进制数时，却不能使用加0，那就是我们前面学的用于表达字符的“转义符”表达法。

6.2.4八进制数在转义符中的使用

我们学过用一个转义符'\'加上一个特殊字母来表示某个字符的方法，如：

'\n'表示换行（line），而'\t'表示Tab字符，'\''则表示单引号。

今天我们又学习了一种使用转义符的方法：

转义符'\'后面接一个八进制数，用于表示ASCII码等于该值的字符。

比如，查一下第5章中的ASCII码表，我们找到问号字符（?

）的ASCII值是63，那么我们可以把它转换为八进值：

77，然后用'\77'来表示'?

'。

由于是八进制，所以本应写成'\077'，但因为C,C++规定不允许使用斜杠加10进制数来表示字符，所以这里的0可以不写。

事实上我们很少在实际编程中非要用转义符加八进制数来表示一个字符，所以，6.2.4小节的内容，大家仅仅了解就行。

6.2.5十六进制数转换成十进制数

2进制，用两个阿拉伯数字：

0、1；

8进制，用八个阿拉伯数字：

0、1、2、3、4、5、6、7；

10进制，用十个阿拉伯数字：

0到9；

16进制，用十六个阿拉伯数字……等等，阿拉伯人或说是印度人，只发明了10个数字啊？

16进制就是逢16进1，但我们只有0~9这十个数字，所以我们用A，B，C，D，E，F这五个字母来分别表示10，11，12，13，14，15。

字母不区分大小写。

十六进制数的第0位的权值为16的0次方，第1位的权值为16的1次方，第2位的权值为16的2次方……

所以，在第N（N从0开始）位上，如果是是数X（X大于等于0，并且X小于等于15，即：

F）表示的大小为X*16的N次方。

假设有一个十六进数2AF5,那么如何换算成10进制呢？

用竖式计算：

2AF5换算成10进制:

第0位：

5*160=5

第1位：

F*161=240

第2位：

A*162=2560

第3位：

2*163=8192＋

-------------------------------------

10997

直接计算就是：

5*160+F*161+A*162+2*163=10997

（别忘了，在上面的计算中，A表示10，而F表示15）

现在可以看出，所有进制换算成10进制，关键在于各自的权值不同。

假设有人问你，十进数1234为什么是一千二百三十四？

你尽可以给他这么一个算式：

1234=1*103+2*102+3*101+4*100

6.2.6十六进制数的表达方法

如果不使用特殊的书写形式，16进制数也会和10进制相混。

随便一个数：

9876，就看不出它是16进制或10进制。

C，C++规定，16进制数必须以0x开头。

比如0x1表示一个16进制数。

而1则表示一个十进制。

另外如：

0xff,0xFF,0X102A,等等。

其中的x也也不区分大小写。

（注意：

0x中的0是数字0，而不是字母O）

以下是一些用法示例：

inta=0x100F;

intb=0x70+a;

至此，我们学完了所有进制：

10进制，8进制，16进制数的表达方式。

最后一点很重要，C/C++中，10进制数有正负之分，比如12表示正12，而-12表示负12，；但8进制和16进制只能用达无符号的正整数，如果你在代码中里：

-078，或者写：

-0xF2,C,C++并不把它当成一个负数。

6.2.7十六进制数在转义符中的使用

转义符也可以接一个16进制数来表示一个字符。

如在6.2.4小节中说的'?

'字符，可以有以下表达方式：

'?

'//直接输入字符

'\77'//用八进制，此时可以省略开头的0

'\0x3F'//用十六进制

同样，这一小节只用于了解。

除了空字符用八进制数'\0'表示以外，我们很少用后两种方法表示一个字符。

6.3十进制数转换到二、八、十六进制数

6.3.110进制数转换为2进制数

给你一个十进制，比如：

6，如果将它转换成二进制数呢？

10进制数转换成二进制数，这是一个连续除2的过程：

把要转换的数，除以2，得到商和余数，

将商继续除以2，直到商为0。

最后将所有余数倒序排列，得到数就是转换结果。

听起来有些糊涂？

我们结合例子来说明。

比如要转换6为二进制数。

“把要转换的数，除以2，得到商和余数”。

那么：

要转换的数是6，6÷2，得到商是3，余数是0。

（不要告诉我你不会计算6÷3！

）

“将商继续除以2,直到商为0……”

现在商是3，还不是0，所以继续除以2。

那就：

3÷2,得到商是1,余数是1。

“将商继续除以2，直到商为0……”

现在商是1，还不是0，所以继续除以2。

那就：

1÷2,得到商是0，余数是1（拿笔纸算一下，1÷2是不是商0余1!

）

“将商继续除以2，直到商为0……最后将所有余数倒序排列”

好极！

现在商已经是0。

我们三次计算依次得到余数分别是：

0、1、1，将所有余数倒序排列，那就是：

110了！

6转换成二进制，结果是110。

把上面的一段改成用表格来表示，则为：

被除数计算过程商余数

66/230

33/211

11/201

（在计算机中，÷用/来表示）

如果是在考试时，我们要画这样表还是有点费时间，所更常见的换算过程是使用下图的连除：

（图：

1）

请大家对照图，表，及文字说明，并且自已拿笔计算一遍如何将6转换为二进制数。

说了半天，我们的转换结果对吗？

二进制数110是6吗？

你已经学会如何将二进制数转换成10进制数了，所以请现在就计算一下110换成10进制是否就是6。

6.3.210进制数转换为8、16进制数

非常开心，10进制数转换成8进制的方法，和转换为2进制的方法类似，惟一变化：

除数由2变成8。

来看一个例子，如何将十进制数120转换成八进制数。

用表格表示：

被除数计算过程商余数

120120/8150

1515/817

11/801

120转换为8进制，结果为：

170。

非常非常开心，10进制数转换成16进制的方法，和转换为2进制的方法类似，惟一变化：

除数由2变成16。

同样是120，转换成16进制则为：

被除数计算过程商余数

120120/1678

77/1607

120转换为16进制，结果为：

78。

请拿笔纸，采用（图：

1）的形式，演算上面两个表的过程。

6.4二、十六进制数互相转换

二进制和十六进制的互相转换比较重要。

不过这二者的转换却不用计算，每个C，C++程序员都能做到看见二进制数，直接就能转换为十六进制数，反之亦然。

我们也一样，只要学完这一小节，就能做到。

首先我们来看一个二进制数：

1111，它是多少呢？

你可能还要这样计算：

1*20+1*21+1*22+1*23=1*1+1*2+1*4+1*8=15。

然而，由于1111才4位，所以我们必须直接记住它每一位的权值，并且是从高位往低位记，：

8、4、2、1。

即，最高位的权值为23＝8，然后依次是22＝4，21＝2，20＝1。

记住8421，对于任意一个4位的二进制数，我们都可以很快算出它对应的10进制值。

下面列出四位二进制数xxxx所有可能的值（中间略过部分）

仅4位的2进制数快速计算方法十进制值十六进值

1111=8+4+2+1=15F

1110=8+4+2+0=14E

1101=8+4+0+1=13D

1100=8+4+0+0=12C

1011=8+4+0+1=11B

1010=8+0+2+0=10A

1001=8+0+0+1=109

....

0001=0+0+0+1=11

0000=0+0+0+0=00

二进制数要转换为十六进制，就是以4位一段，分别转换为十六进制。

如（上行为二制数，下面为对应的十六进制）：

11111101，10100101，10011011

FD，A5，9B

反过来，当我们看到FD时，如何迅速将它转换为二进制数呢？

先转换F：

看到F，我们需知道它是15（可能你还不熟悉A～F这五个数），然后15如何用8421凑呢？

应该是8+4+2+1，所以四位全为1：

1111。

接着转换D：

看到D，知道它是13，13如何用8421凑呢？

应该是：

8+2+1,即：

1011。

所以,FD转换为二进制数，为：

11111011

由于十六进制转换成二进制相当直接，所以，我们需要将一个十进制数转换成2进制数时，也可以先转换成16进制，然后再转换成2进制。

比如，十进制数1234转换成二制数，如果要一直除以2，直接得到2进制数，需要计算较多次数。

所以我们可以先除以16，得到16进制数:

被除数计算过程商余数

12341234/16772

7777/16413（D）

44/1604

结果16进制为：

0x4D2

然后我们可直接写出0x4D2的二进制形式：

010010110010。

其中对映关系为：

0100--4

1011--D

0010--2

同样，如果一个二进制数很长，我们需要将它转换成10进制数时，除了前面学过的方法是，我们还可以先将这个二进制转换成16进制，然后再转换为10进制。

下面举例一个int类型的二进制数：

01101101111001011010111100011011

我们按四位一组转换为16进制：

6DE5AF1B

6.5原码、反码、补码

结束了各种进制的转换，我们来谈谈另一个话题：

原码、反码、补码。

我们已经知道计算机中，所有数据最终都是使用二进制数表达。

我们也已经学会如何将一个10进制数如何转换为二进制数。

不过，我们仍然没有学习一个负数如何用二进制表达。

比如，假设有一int类型的数，值为5，那么，我们知道它在计算机中表示为：

00000000000000000000000000000101

5转换成二制是101，不过int类型的数占用4字节（32位），所以前面填了一堆0。

现在想知道，-5在计算机中如何表示？

在计算机中，负数以其正值的补码形式表达。

什么叫补码呢？

这得从原码，反码说起。

原码：

一个整数，按照绝对值大小转换成的二进制数，称为原码。

比如00000000000000000000000000000101是5的原码。

反码：

将二进制数按位取反，所得的新二进制数称为原二进制数的反码。

取反操作指：

原为1，得0；原为0，得1。

（1变0;0变1）

比如：

将00000000000000000000000000000101每一位取反，得11111111111111111111111111111010。

称：

11111111111111111111111111111010是00000000000000000000000000000101的反码。

反码是相互的，所以也可称：

11111111111111111111111111111010和00000000000000000000000000000101互为反码。

补码：

反码加1称为补码。

也就是说，要得到一个数的补码，先得到反码，然后将反码加上1，所得数称为补码。

比如：

00000000000000000000000000000101的反码是：

11111111111111111111111111111010。

那么，补码为：

11111111111111111111111111111010+1=11111111111111111111111111111011

所以，-5在计算机中表达为：

11111111111111111111111111111011。

转换为十六进制：

0xFFFFFFFB。

再举一例，我们来看整数-1在计算机中如何表示。

假设这也是一个int类型，那么：

1、先取1的原码：

00000000000000000000000000000001

2、得反码：

11111111111111111111111111111110

3、得补码：

11111111111111111111111111111111

可见，－1在计算机里用二进制表达就是全1。

16进制为：

0xFFFFFF。

一切都是纸上说的……说－1在计算机里表达为0xFFFFFF，我能不能亲眼看一看呢？

当然可以。

利用C++Builder的调试功能，我们可以看到每个变量的16进制值。

6.6通过调试查看变量的值

下面我们来动手完成一个小小的实验，通过调试，观察变量的值。

我们在代码中声明两个int变量，并分别初始化为5和-5。

然后我们通过CB提供的调试手段，可以查看到程序运行时，这两个变量的十进制值和十六进制值。

首先新建一个控制台工程。

加入以下黑体部分（就一行）：