Java入门——进制(了解)

  • 所有数字在计算机底层都以二进制的形式存在。
  • 对于整数,有四种表示方式:
    1. 二进制(binary):0,1, 满2进1。以0b或0B开头。
    2. 十进制(decimal):0-9,满10进1.
    3. 八进制(octall):0-7,满8进1,以数字0开头表示。
    4. 十六进制(hex):0-9及A-F,满16进1。以0x或0X开头表示。此处的A-F 不区分大小写。如:0x21AF +1= 0X21B0

十进制

十六进制

八进制

二进制

0

0

0

0

1

1

1

1

2

2

2

10

3

3

3

11

4

4

4

100

5

5

5

101

6

6

6

110

7

7

7

111

8

8

10

1000

9

9

11

1001

10

A

12

1010

11

B

13

1011

12

C

14

1100

13

D

15

1101

14

E

16

1110

15

F

17

1111

16

10

20

10000

17

11

21

10001

计算机底层都以补码的方式来存储数据!

二进制数据的存储方式:所有的数值,不管正负,底层都以补码的方式存储。

原码、反码、补码的说明:

正数:三码合一

负数:

        1.原码:直接将一个数值换成二进制数。最高位是符号位

        2.负数的反码:是对原码按位取反,只是最高位(符号位)确定为1.

        3.负数的补码:对其反码加1。

进制之间的基本转换

整数转换

1、十进制转二进制

(1)十进制转二进制的转换原理:除以2,反向取余数,直到商为0终止。

(2)具体做法:

        将某个十进制数除以2得到的整数部分保留,作为第二次除2时的被余数,得到的余数依次记下,重复上述步骤,知道整数部分为0就结束,将所有得到的余数最终逆序输出,则为该十进制对应的二进制数。

例如:14(十进制)---> 1110(二进制)

Java入门——进制(了解)_第1张图片

2、十进制转八进制

 (1)转换原理:除以8,反向取余数,直到商为0终止。

 (2)具体步骤与二进制一样

例如:十进制数856转换成八进制数:

将865除8取得第一个余数为0,将除8得到的整数部分107作为第二次的被除数,重复上述步骤 ,直到最终整数部分为0就结束。将取得的所有余数逆序输出。

则:865--->1530

Java入门——进制(了解)_第2张图片

3、十进制转十六进制

(1)转换原理:除以16,反向取余数,直到商为0终止

(2)具体步骤也和二进制、八进制一样,重复上述做法即可得到十六进制数。

例如:十进制数796转换为十六进制数

即为:796--->31c

Java入门——进制(了解)_第3张图片

需要注意的是,十六进制数是由0-9和A-F(或者(a-f)组成的,A相当于十进制中的10,B相当于11, 依次类推,F相当于15,上述示例中取得的余数12即为十六进制中的c。

总结:以上几种进制的整数部分转换原理都是除进制数取余数,倒叙输出。

小数部分进制表

指数

分数

二进制

十进制

2-1

1/2^1

.1

.5

2-2

1/2^2

.01

.25

2-3

1/2^3

.001

.125

2-4

1/2^4

.0001

.0625

2-5

1/2^5

.0000 1

.03125

2-6

1/2^6

.0000 01

.015625

小数部分转换

(1)原理:十进制小数转换成二进制小数采用“乘2取整,顺序输出”法。


例题:0.68D = ________B(精确到小数点后5位)

如下所示,0.68乘以2,取整,然后再将小数乘以2,取整,直到达到题目要求精度。得到结果:0.10101B。

例如:十进制小数0.68转换位二进制

具体步骤:

0.68*2=1.36----->1

0.36*2=0.72----->0

0.72* 2=1.44----->1
0.44* 2=0.88----->0
0.88* 2=1.76----->1

已经达到了题目要求的精度,最后将取出整数部分顺序输出即可

则为:0.68D ---->0.10101B

(2)十进制转八进制

  1)原理:十进制小数转换成八进制小数采用“乘8取整,顺序输出”法。

  2)思路和十进制转二进制一样,参考如下例题:

例题:10.68D=________Q(精确到小数点后3位)

解析:整数部分除以8取余数,直到无法整除。小数部分0.68乘以8,取整,然后再将小数乘以8,取整,直到达到题目要求精度。得到结果:12.534Q

例如:十进制数10.68转换成八进制数,分为整数部分和小数部分求解
步骤:
(1)整数部分
10/8=1 -->2
1/8=0 -->1
倒序输出为12
(2)小数部分
0.68* 8=5.44 -->5
0.44* 8=3.52 -->3
0.52* 8=4.16 -->4
已经达到了题目要求的精度,即可结束
则小数部分为:0.68–>0.534
因此10.68D -->12.534Q

(3)十进制转十六进制

       1)原理:十进制小数转换成十六进制小数采用“乘16取整,顺序输出”法。

       2)思路也是一样的。

例题:25.67D=________H(精确到小数点后3位)

解析:如下图所示,整数部分除以16取余数,直到无法整除。小数部分0.68乘以16,取整,然后再将小数乘以16,取整,直到达到题目要求精度。得到结果:19.ae1H.
(1)整数部分
25/16=1 -->9
1/16=0 -->1
倒序输出为:19
(2)小数部分
0.68* 16=10.88 -->a(即十进制中的10)
0.88* 16=14.08 -->e
0.08* 16=1.28 -->1
已经达到了要求的精度,顺序输出为:ae1
则:25.68D -->19.ae1H

二进制、八进制、十六进制转换为十进制

整数转换

1、全部总结如下:

1011 [二进制]  0  1 当数位上的值超过1就要进1

1*2^3+0*2^2+1*2^1+1*2^0

=8+0+2+1

=11

1011 [八进制] 0 1 2 3 4 5 6 7 当前数位上的值超过7就要进1

1*8^3+0*8^2+1*8^1+1*8^0

=512+8+1

=521

1011 [十六进制] 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 当前数位上的值超过15就要进1

1*16^3+0*16^2+1*16^1+1*16^0

=4096+16+1

=4113

2、三者转换原理都是一样的

例1:二进制与十进制的转换,带小数部分

01011010.01B

=0*2^7+1*2^6+0*2^5+1*2^4+1*2^3+0*2^2+1*2^1+0*2^0+0*2^(-1)+1*2^(-2) 

= 90.25

例2:八进制与十进制的转换,如有小数部分,对应乘相应8的-i次方,【字母O,表示八进制】

345O

=3*8^2+4*8^1+5*8^0

=229

例3:十六进制与十进制的转换,如有小数部分,对应相乘16的-i次方【字母H,表示十六进制】

F2DH

=15*16^2+2*16^1+13*16^0

=3385

小数部分转换

1、二进制转十进制

(1)原理:整数部分按上述进行操作即可,小数部分从小数点后一位指数为-1开始算起,以后依次为-2、-3……
(2)具体运用以及步骤举例说明:

举例:将二进制0.1111转换成 十进制

二进制

0

.

1

1

1

1

换算次方

2^(0)

2^(-1)

2^(-2)

2^(-3)

2^(-4)

换成分数

0/2

1/2

1/4

1/8

1/16

换成十进制

0   +   0.5   +   0.25   +   0.125   +   0.0625    =    0.9375

2、八进制转十进制

(1)原理:整数部分操作以及运算不变,小数部分同二进制类似,将2改为8即可

(2)具体步骤方法如下:

例如:八进制数72.45转换成十进制数
步骤:
(1)整数部分:
7* 8^1+ 2* 8 ^0=58
(2)小数部分
4* 8^(-1) + 5* 8^(-2)=0.5+0.078125=0.578125
则为:72.45 -->58.578125

3、十六进制转十进制

(1)原理:整数运算一样,小数部分换成16即可

(2)具体方法步骤如下:

例:1A6.3B8=1* 16^2+A* 16 ^1+6* 16 ^0 +3* 16 ^(-1)+B* 16 ^(-2)+8* 16 ^(-3) =422.232422

总结:以上二进制、八进制、十六进制转换为十进制当中的整数部分从右往左指数从0开始递增,小数部分从左往右从-1开始递减,原理都是一样的。

例子说明:

二进制数1010 0100B转换成八进制数为244Q

二进制转换成八进制的方法是,取三合一法,即从二进制的小数点为分界点,向左(或向右)每三位取成一位。

Java入门——进制(了解)_第4张图片

二进制数1010 0100B转换成十六进制数为a4H

二进制转换成十六进制的方法是,取四合一法,即从二进制的小数点为分界点,向左(或向右)每四位取成一位。

 Java入门——进制(了解)_第5张图片

 Java入门——进制(了解)_第6张图片

 Java入门——进制(了解)_第7张图片

 

 ​​​​​​​Java入门——进制(了解)_第8张图片

 

 Java入门——进制(了解)_第9张图片

 

八进制、十六进制转换成二进制

1、八进制数转换成二进制

原理:八进制数的一位是二进制数的三位

Java入门——进制(了解)_第10张图片

 

2、十六进制数转换成二进制数的四位

原理:十六进制数的一位是二进制数的四位

Java入门——进制(了解)_第11张图片

 

八进制与十六进制之间的转换

这两者之间的转换可以借助十进制或者二进制完成,可以先将八进制转换成十进制或二进制,再转换成十六进制。通过间接转换来实现。

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