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用Python实现进制转换,这一篇教程就够了

Python 实现进制转换

一、导言

导语:

在计算机进行数据交换时,常常会有一个进制转换的过程,我们知道计算机只认0 和 1.在内存系统中,基本基于二进制进行运算的,但是有时候数据过于庞大,为了方便存储管理,计算机会使用十六进制存储数据,但是怎么实现数据转换呢?

我们人类由十根手指头,所以自然就使用十进制啦,每当我们数数字到10之后,于是就重0 开始继续数,所以逢十进一就这么来了。

对于其它进制呢,也是同样的,比如最常见的二进制,也就是逢二进一,慢慢来,依次类推,所以数学的世界是多么的奇妙呀!

今天给大家带来的是使用 Python 实现进制转换,内容包括如下:

  1. dec(十进制)—> bin(二进制)
  2. dec(十进制)—> oct(八进制)
  3. dec(十进制)—> hex(十六进制)

二、各种进制介绍

在转换之前,我们先了解以下各种进制

十进制(Decimal)

我们所熟知的十进制,其实是从 0 开始,数到 9 之后,就跳到 10,这样就变成了 10,数数大家总会把

二进制(Binary)

二进制同理,从 0 开始也就是 00(前面的一个0可以省去,但是为了更好的描述,所以保留),到 01,也变成了 10【对应十进制中的 3】,然后是 11【对应十进制中的 4】,100【十进制中的5】。。。以此类推

因为 二进制 的英文单词是 binary,所以在计算机运算的过程中,使用二进制会用如下方法,0b11(4),0b1101(13)等等

八进制(Octal)

理解了二进制,在理解八进制就很容易了,八进制是逢八进一,范围是 0~7,对比一下二进制,就很好理解啦!!

十六进制(Hexadecimal)

十六进制就可能会相对复杂一点点,十六进制是用数字 0~9 和 英文字母 A – F(大小写随意) 表示,因此 A代表 10, F代表 15。为什么在计算机领域中,十六进制用途会如此广泛呢?

给大家看一个对比:

用Python实现进制转换,这一篇教程就够了

当数据比较大的时候,二进制显然不再那么使用,再看使用十六进制,就简短很多。

十六进制的运用领域可不止如此,比如原画师调色的时候,如果使用 RGB 三原色的话,那就会有 256 x 256 x 256 种组合,我们就可以使用十六进制,把每一种颜色对比转换成 十六进制字符,就会方便很多,以下是我之前调色的时候写的一个很简单一个 C 语言小程序,呃,似乎有点跑题了,哈哈,不管了

#include<stdio.h>  #include<stdlib.h>   int main()  {  	printf("rgb三原色转16进制n");  	int a,b,c,d;  	while(d != 2){  		printf("输入1继续,输入2退出n");  		scanf("%d",&d);  		scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);  		printf("[%x %x %x]n",a,b,c); //%x 可以直接把我们输入的十进制转换为 十六进制  	}  	return 0;  }

三、使用 Python 代码完成转换

3.1 十进制转换为二进制

我记得不太清楚是啥时候第一次学进制转换的,进制转换常用的方法就是对 2 取余数,然后得到余数反转连在一起就是 我们所需要的二进制,举个例子,比如我要计算 十进制数 13 的 二进制是多少?

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这也是老师教我们的方法,也是我们第一次接触进制转换的时候,用目标数 num 对 2求 余数,直到 商为 0 的时候,结束,然后将余数反向组合输出,及为我们所求的 2 进制数。有的同学会问,我怎么就能这么确定这就是 13 对应的 2 进制数呢?

答曰:

由于二进制的特殊性,数字从右边往左边数,依次对应 20 x 1 + 21 x 0 + 22x 1 + 23 x 1 = 1 +4 +8 = 13, 给大家一个速记口诀,1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024。分别是 20~ 210对应的值

所以有了思路,我们就可以愉快的敲代码了

# 十进制整数转二进制

def dec_to_bin(num): #函数名做到见其名知其意

l = [] # 创建一个空列表

if num<0: # 是负数转换成整数

return "-"+ dec_to_bin(abs()) # 如过是负数,先转换成正数

while True:

num, reminder = divmod(num,2) # 短除法,对2求,分别得到除数 和 余数、这是 Python 的特有的一个内置方法,分别可以到商 及 余数

l.append(str(reminder)) # 把获得的余数 存入字符串

if num == 0: # 对应了前面的话,当商为 0时,就结束啦

return "".join(l[::-1]) # 对列表中的字符串进行逆序拼接,得到一个二进制字符串

3.2 十进制转八进制

理解了二进制的转换,八进制一样不难。同样是目标数 num对八 求商,留余数,照这个思路走。检验的时候,一样,把 2n把2 替换成 8即可。

看代码:

和 二进制 的基本没啥却别

# 十进制转八进制  def dec_to_oct(num):   l = []   if num<0:   return "-"+ dec_to_bin(abs(num)) # 如过是负数,先转换成正数   while True:   num, reminder = divmod(num,8) # 短除法,对2求,分别得到除数 和 余数、   l.append(str(reminder)) # 把获得的余数 存入字符串   if num == 0:   return "".join(l[::-1]) # 对列表中的字符串进行逆序拼接,得到一个二进制字符串

3.3 十进制转十六进制

前面说过,十六进制相比二进制,八进制会复杂一点,但是方法是一样的

# 十进制转十六进制(这个相对麻烦一点,因为,十六进制包含 A-F,大小写不敏感)  def dec_to_hex(num):   base = [str(x) for x in range(10)] +[chr(x) for x in range(ord('A'),ord("A")+6)] # 前者把 0 ~ 9 转换成字符串存进列表 base 里,后者把 A ~ F 存进列表   l = []   if num<0:   return "-"+dec_to_hex(abs(num))   while True:   num,rem = divmod(num,16) # 求商 和 留余数   l.append(base[rem])   if num == 0:   return "".join(l[::-1])

最后看一下运行结果,是不是很方便呢?当然 Python 有内置的方法,比如我们直接输入 十进制数,通过 bin(n) 转为二进制,oct(n) 转为 八进制,hex(n) 转为十六进制。但是原理了解以下还是很有必要的,你说是不是呢?

用Python实现进制转换,这一篇教程就够了

好啦,今天的 Python学习教程内容讲到这,你学会了嘛

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