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二进制表示法是计算机科学的基础,其核心规则和转换方法如下:
一、二进制基本规则
二进制仅使用两个数字:0和1,采用逢二进一的进位规则。
位权与展开式
从右往左,第N位的位权为2^(N-1),例如:
- 第1位(最右边):2^0 = 1
- 第2位:2^1 = 2
- 第3位:2^2 = 4
- 以此类推。
二、十进制与二进制的转换
十进制转二进制
通过不断除以2取余数,将余数逆序排列。例如:
- 27 ÷ 2 = 13 余1 → 最低位为1
- 13 ÷ 2 = 6 余1 → 第二位为1
- 6 ÷ 2 = 3 余0 → 第三位为0
- 3 ÷ 2 = 1 余1 → 第四位为1
- 1 ÷ 2 = 0 余1 → 最高位为1
- 结果为 11011(二进制)。
二进制转十进制
将二进制每位乘以对应位权后求和。例如:
- 1011(二进制)= 1×2^3 + 0×2^2 + 1×2^1 + 1×2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11(十进制)。
三、特殊说明
字符编码:
计算机通过ASCII码将字符转换为二进制。例如,字符'A'的ASCII码为65,其二进制表示为 01000001。
数据存储:二进制数据以bytes对象形式存储,例如Python中`bytes([65, 66, 67])`表示二进制序列`01000001 01000010 01000011`,对应字符'ABC'。
四、示例总结
| 十进制 | 二进制 | 说明 |
|--------|--------|--------------------|
| 1 | 1 | 最小正整数 |
| 2 | 10 | 二进制基础 |
| 3 | 11 | 二进制基础 |
| 27 | 11011 | 十进制转二进制示例 |
| 110| 110110 | 二进制转十进制示例 |
通过以上方法,可以灵活进行十进制与二进制之间的转换,并理解其底层运算原理。