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一文带你读懂计算机进制

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hi，大家好，我是开发者FTD。在我们的学习和工作中少不了与进制打交道，从出生开始上学，最早接触的就是十进制，当大家学习和使用计算机时候，我们又接触到了二进制、八进制以及十六进制。那么大家对进制的认识和使用是否很清楚呢？今天我就带大家一起深入了解一下计算机中的进制。

进制简介

「 进位制 」 其实是一种记数的方式，所以也称为 「 进位记数法/位值计数法 」 ，可以用有限的数字符号代表所有的数值。可使用数字符号的数目称为基数(英文：radix)或底数，基数为n，即可称n进位制，简称n进制。例如平常生活中我们经常用到的十进制，就是使用10个阿拉伯数字0-9进行记数，所以它的基数就是10，称为十进制。

在计算机的世界里，计算机语言就是二进制，计算机能直接识别二进制数据，其它数据都不能直接识别。

对于任何一个数，我们可以用不同的进位制来表示，他们是等价的，只是表示形式不同而已。

例如：对于十进制数 2021，分别用不同机制表示如下：

  • 十进制表示为：

  • 二进制表示为:：

  • 八进制表示为：

  • 十六进制表示为：

右下标数字代表了是几进制，虽然表示形式不同，不过它们所代表的数值都是一样的，均为2021。

常用的进制

大家都知道，计算机是由二进制组成的，除了我们最常用的十进制外，计算机中常用的进制有二进制、八进制和十六进制。下面我们就分别介绍一下。

十进制

十进制是大家最容易理解的进制，由于有一些天然的因素，比如我们的双手总共有十根手指，所以在人类自发采用的进位制中，就很自然的使用了十进制作为主流的计数方法，而且大部分人从小接受的教育都是掌握十进制的计数方法，所以十进制几乎已经深深的烙印在我们的脑海中了。

十进制有10个基本数字，分别为 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，十进制的基数为10，运算规则为”逢十进一”；

十进制的表示方法有两种，使用下标或者后缀D，例如：

或者在数字后面加上后缀D，如: 2021D

当然由于十进制在日常生活中非常普遍，通常我们可以直接使用数字来表示，默认就是十进制数。

二进制

二进制由于表示简单，运算简单等特点，是计算机技术中广泛采用的一种数制，二进制由两个基本数字组成，分别为0、1，运算规则为”逢二进一”。

为了区别于其他进制，二进制的表示方法也有两种，使用下标或后缀 「 B 」 ，例如：

或者在数字后面加上后缀 「 B 」 ，如： 「 11111100101B 」

「二进制的特点有」：

  1. 二进制数中只有两个数码0和1，可用具有两个不同稳定状态的元器件来表示一位数码。

  2. 二进制数运算简单，大大简化了计算中运算部件的结构。

  3. 二进制天然兼容逻辑运算。

八进制

八进制有8个基本数字，分别为0、1、2、3、4、5、6、7，运算规则为”逢八进一”。

由于二进制数据的基数R较小，所以二进制数据的书写和阅读不方便，为此，在小型机中引入了八进制。八进制的基数n=8=2^3，并且每个数码正好对应三位二进制数，所以八进制能很好地反映二进制。

八进制也有两种表示方法，使用下标或后缀O，例如：

或者在数字后面加上后缀 「 O 」 ，如： 「 3745O 」

另外一个八进制数，可以用3个二进制数来表示。例如：

十六进制

十六进制的引入同样是因为二进制数在实际使用中因为位数太长，不容易记忆才提出了十六进制数。

十六进制有16个基本数字，分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，运算规则为”逢十六进一”。

十六进制有两种表示方法，使用下标或后缀 「 H 」 ，例如：

或者在数字后面加上后缀 「 H 」 ，例如： 「 7e5H 」

一个十六进制数，可以用4位二进制数来表示。例如：

补充小知识-进制的中英文表示：

  • Binary – 二进制

  • Octal – 八进制

  • Hexadecimal – 十六进制

  • Decimal – 十进制

看完之后是不是知道后缀的字母是什么含义了吧

下面这个表格有助于我们理解各个进制之间的关系：

10进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2进制 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 10000 8进制 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20 16进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10

进制转换

我们在上面了解了常用的进制，后面在实际工作中我们可能会在不同的场景下用到不同的进制表示，这就涉及到进制的转换了，那么我们介绍一下常用的进制是如何进行转换的。

1、二进制与十进制之间的转换

「 十进制转二进制 」

计算方法：十进制数除2取余法，即十进制数除2，余数为权位上的数，得到的商值继续除2，依此步骤继续向下运算直到商为0为止。最后读数时，从最后一位读起。

例如：

❝

十进制数： 「 2021 」 转二进制后，二进制数为： 「 11111100101B 」

❞

计算过程如下：

第N次 十进制数 2021 商 余数 第1次 2021 / 2 1010 1 第2次 1010 / 2 505 0 第3次 505 / 2 252 1 第4次 252 / 2 126 0 第5次 126 / 2 63 0 第6次 63 / 2 31 1 第7次 31 / 2 15 1 第8次 15 / 2 7 1 第9次 7 / 2 3 1 第10次 3 / 2 1 1 第11次 1 / 2 0 1

计算完成后，从最后一位读起，最后结果为： 「 11111100101B 」

「 二进制转十进制 」

计算方法为：把二进制数按权展开，相加既得十进制数。

例如：

❝

二进制数： 「 11111100101B 」 转十进制后，十进制数为： 「 2021 」

❞

计算过程如下：

二进制 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 位数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 公式 2^10 2^9 2^8 2^7 2^6 2^5 0 * 2^4 0 * 2^3 2^2 0 * 2^1 2^0 结果 1024 512 256 128 64 32 0 0 4 0 1

最后将每一位计算结果相加，即

最后计算结果为： 「 2021 」

2、二进制与十六进制之间的转换

「 十六进制转二进制 」

计算方法：十六进制数通过除2取余法，得到二进制数，对每个十六进制数为4个二进制数，不足时在最左边补领。

例如：

❝

十六进制数： 「 7e5H 」 转二进制后，二进制数为： 「 011111100101B 」

❞

计算过程如下：

首先，将十六进制7e5数分成三部分7、e、5，分别做除2取余：

第N次 十进制数 7 商 余数 第1次 7 / 2 3 1 第2次 3 / 2 1 1 第3次 1 / 2 0 1

7 转换为二进制数得 「 0111 」 ，不足四位，前面补零。

第N次 十进制数 14 （e 的十进制数） 商 余数 第1次 14 / 2 7 0 第2次 7 / 2 3 1 第3次 3 / 2 1 1 第4次 1 / 2 0 1

e 转换为二进制为： 「 1110 」

第N次 十进制数 5 商 余数 第1次 5 / 2 2 1 第2次 2 / 2 1 0 第3次 1 / 2 0 1

5 转换为二进制为：0101，不足四位，前面补零。

最后计算结果为： 「 011111100101B 」

「 二进制转十六进制 」

计算方法：4位二进制数按权展开相加得到1位十六进制数。注意，4位二进制数转成十六进制数是从右到左开始转换，不足时补0。

例如：

❝

二进制数： 「 011111100101B 」 转十六进制后，十六进制数为： 「 7e5H 」

❞

计算过程如下：

首先将二进制数按每4位进行分隔，得到 0111，1110，0101，然后分别计算十六进制数

二进制 0 1 1 1 位数 3 2 1 0 公式 0 * 2^3 2^2 2^1 2^0 结果 0 4 2 1

0111 转换为十六进制为 7

二进制 1 1 1 0 位数 3 2 1 0 公式 2^3 2^2 2^1 0 * 2^0 结果 8 4 2 0

0111 转换为十六进制为 e

二进制 0 1 0 1 位数 3 2 1 0 公式 0 * 2^3 2^2 0 * 2^1 2^0 结果 0 4 0 1

0101 转换为十六进制为 5

最后计算结果为： 「 7e5H 」

3、十进制与十六进制之间的转换

「 十六进制转十进制 」

计算方法为：把十六进制数按权展开，相加既得十进制数。

例如：

❝

十六进制数： 「 7e5H 」 转十进制后，十进制数为： 「 2021 」

❞

计算过程如下：

十六进制数 7 e 5 位数 2 1 0 公式 7 * 16^2 14 * 16^1 5 * 16^0 结果 1792 224 5

最后计算结果为： 「 2021 」

「 十进制转十六进制 」

计算方法：十进制数除8取余法，即十进制数除8，余数为权位上的数，得到的商值继续除8，依此步骤继续向下运算直到商为0为止。最后读数时，从最后一位读起。

例如：

❝

十进制数： 「 2021 」 转十六进制后，十六进制数为： 「 7e5H 」

❞

计算过程如下：

第N次 十进制数 2021 商 余数 第1次 2021 / 16 126 5 第2次 126 / 16 7 14 第3次 7 / 16 0 7

计算完成后，从最后一位读起，最后结果为： 「 7e5H 」

总结

通过上面的介绍和例子，相信大家已经对进制有了深刻的认识和理解，一旦你搞懂他们之间的关系，将对我们在工作中遇到的很多疑问就会迎刃而解，也让我们在处理问题上变的更游刃有余。希望上面的讲解能对大家有所帮助，如果有任何这些方面的疑问，欢迎留言骚扰。

技术人，技术魂，每天肝一篇技术文，ヾ(◍°∇°◍)ﾉﾞ哈哈~

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