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以下是使用二进制进行简便计算的方法,结合了位权展开和补零技巧:
一、二进制基础运算
- 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10(逢二进一)
- 示例:1010 + 1001 = 10101(按位相加并处理进位)
减法
- 0-0=0,1-0=1,1-1=0,0-1=1(借位规则)
- 示例:1010 - 1001 = 0001(按位相减并处理借位)
乘法
- 0×0=0,1×0=0,0×1=0,1×1=1
- 示例:1011 × 1001 = 1010111(逐位相乘并累加)
除法
- 仅支持除以1,0÷1=0,1÷1=1
二、高效计算技巧
位权展开法
- 每位对应2的幂次方(右移一位幂次减1),例如:
- 10010101(二进制)= 1×2^7 + 0×2^6 + 0×2^5 + 1×2^4 + 0×2^3 + 1×2^2 + 0×2^1 + 1×2^0 = 149(十进制)
- 记住8位二进制的权值:128、64、32、16、8、4、2、1,可快速计算
补零简化运算
- 加法:
补零至相同位数再相加,例如:
- 1111 + 1 = 10000(补4个零)
- 减法:补零后借位计算,例如:
- 111111 - 3 = 111110(补2个零)
- 乘法:补零后按乘法表计算,例如:
- 1011 × 11 = 11121(补1个零)
- 除法:通过减法组合计算,例如:
- 10010101 ÷ 11 = 91001(补2个零后逐步减法)
三、常见转换方法
- 除2取余法:
不断除以2取余数,倒序排列。例如:
- 302 ÷ 2 = 151 余0,151 ÷ 2 = 75 余1,...,结果为100101110
- 位权展开法:直接计算每位的2的幂次和。例如:
- 10010101 = 1×2^7 + 0×2^6 + ... + 1×2^0 = 149
- 按位乘以2的幂次后求和。例如:
- 1010 = 1×2^3 + 0×2^2 + 1×2^1 + 0×2^0 = 10(十进制)
四、实际应用示例
IPV4地址转换:
将255.255.255.255每组8位转换为二进制,如255=11111111,结果为1111.1111.1111.1111
十六进制转二进制:先转换为4位二进制再组合,例如16