进制转换:二进制、八进制、十进制、十六进制相互转换
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发布时间：2023-09-14 03:31
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时间：2024-11-08 17:49
将二进制、八进制、十六进制转换为十进制。二进制、八进制和十六进制向十进制转换都非常容易，就是“按权相加”。所谓“权”，也即“位权”。
假设当前数字是 N 进制，那么：
对于整数部分，从右往左看，第 i 位的位权等于Ni-1
对于小数部分，恰好相反，要从左往右看，第 j 位的位权为N-j。
更加通俗的理解是，假设一个多位数（由多个数字组成的数）某位上的数字是 1，那么它所表示的数值大小就是该位的位权。
1) 整数部分
例如，将八进制数字 53627 转换成十进制：
53627 = 5×84 + 3×83 + 6×82 + 2×81 + 7×80 = 22423（十进制）
从右往左看，第1位的位权为 80=1，第2位的位权为 81=8，第3位的位权为 82=64，第4位的位权为 83=512，第5位的位权为 84=4096 …… 第n位的位权就为 8n-1。将各个位的数字乘以位权，然后再相加，就得到了十进制形式。
注意，这里我们需要以十进制形式来表示位权。
再如，将十六进制数字 9FA8C 转换成十进制：
9FA8C = 9×164 + 15×163 + 10×162 + 8×161 + 12×160 = 653964（十进制）
从右往左看，第1位的位权为 160=1，第2位的位权为 161=16，第3位的位权为 162=256，第4位的位权为 163=4096，第5位的位权为 164=65536 …… 第n位的位权就为 16n-1。将各个位的数字乘以位权，然后再相加，就得到了十进制形式。
将二进制数字转换成十进制也是类似的道理
11010 = 1×24 + 1×23 + 0×22 + 1×21 + 0×20 = 26（十进制）
从右往左看，第1位的位权为 20=1，第2位的位权为 21=2，第3位的位权为 22=4，第4位的位权为 23=8，第5位的位权为 24=16 …… 第n位的位权就为 2n-1。将各个位的数字乘以位权，然后再相加，就得到了十进制形式。
2) 小数部分
例如，将八进制数字 423.5176 转换成十进制：
423.5176 = 4×82 + 2×81 + 3×80 + 5×8-1 + 1×8-2 + 7×8-3 + 6×8-4 = 275.65576171875（十进制）
小数部分和整数部分相反，要从左往右看，第1位的位权为 8-1=1/8，第2位的位权为 8-2=1/64，第3位的位权为 8-3=1/512，第4位的位权为 8-4=1/4096 …… 第m位的位权就为 8-m。
再如，将二进制数字 1010.1101 转换成十进制：
1010.1101 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 0×20 + 1×2-1 + 1×2-2 + 0×2-3 + 1×2-4 = 10.8125（十进制）
小数部分和整数部分相反，要从左往右看，第1位的位权为 2-1=1/2，第2位的位权为 2-2=1/4，第3位的位权为 2-3=1/8，第4位的位权为 2-4=1/16 …… 第m位的位权就为 2-m。
更多转换成十进制的例子：
· 二进制：1001 = 1×23 + 0×22 + 0×21 + 1×20 = 8 + 0 + 0 + 1 = 9（十进制）
· 二进制：101.1001 = 1×22 + 0×21 + 1×20 + 1×2-1 + 0×2-2 + 0×2-3 + 1×2-4 = 4 + 0 + 1 + 0.5 + 0 + 0 + 0.0625 = 5.5625（十进制）
· 八进制：302 = 3×82 + 0×81 + 2×80 = 192 + 0 + 2 = 194（十进制）
· 八进制：302.46 = 3×82 + 0×81 + 2×80 + 4×8-1 + 6×8-2 = 192 + 0 + 2 + 0.5 + 0.09375= 194.59375（十进制）
· 十六进制：EA7 = 14×162 + 10×161 + 7×160 = 3751（十进制）
将十进制转换为二进制、八进制、十六进制
将十进制转换为其它进制时比较复杂，整数部分和小数部分的算法不一样，下面我们分别讲解。
1) 整数部分
十进制整数转换为 N 进制整数采用“除 N 取余，逆序排列”法。具体做法是：
· 将 N 作为除数，用十进制整数除以 N，可以得到一个商和余数；
· 保留余数，用商继续除以 N，又得到一个新的商和余数；
· 仍然保留余数，用商继续除以 N，还会得到一个新的商和余数；
· ……
· 如此反复进行，每次都保留余数，用商接着除以 N，直到商为 0 时为止。
把先得到的余数作为 N 进制数的低位数字，后得到的余数作为 N 进制数的高位数字，依次排列起来，就得到了 N 进制数字。
下图演示了将十进制数字 36926 转换成八进制的过程：
从图中得知，十进制数字 36926 转换成八进制的结果为 110076。
下图演示了将十进制数字 42 转换成二进制的过程：
从图中得知，十进制数字 42 转换成二进制的结果为 101010。
2) 小数部分
十进制小数转换成 N 进制小数采用“乘 N 取整，顺序排列”法。具体做法是：
· 用 N 乘以十进制小数，可以得到一个积，这个积包含了整数部分和小数部分；
· 将积的整数部分取出，再用 N 乘以余下的小数部分，又得到一个新的积；
· 再将积的整数部分取出，继续用 N 乘以余下的小数部分；
· ……
· 如此反复进行，每次都取出整数部分，用 N 接着乘以小数部分，直到积中的小数部分为 0，或者达到所要求的精度为止。
把取出的整数部分按顺序排列起来，先取出的整数作为 N 进制小数的高位数字，后取出的整数作为低位数字，这样就得到了 N 进制小数。
下图演示了将十进制小数 0.930908203125 转换成八进制小数的过程：
从图中得知，十进制小数 0.930908203125 转换成八进制小数的结果为 0.7345。
下图演示了将十进制小数 0.6875 转换成二进制小数的过程：
从图中得知，十进制小数 0.6875 转换成二进制小数的结果为 0.1011。
如果一个数字既包含了整数部分又包含了小数部分，那么将整数部分和小数部分开，分别按照上面的方法完成转换，然后再合并在一起即可。例如：
· 十进制数字 36926.930908203125 转换成八进制的结果为 110076.7345；
· 十进制数字 42.6875 转换成二进制的结果为 101010.1011。
注意，十进制小数转换成其他进制小数时，结果有可能是一个无限位的小数。请看下面的例子：
· 十进制 0.51 对应的二进制为 0.100000101000111101011100001010001111010111...，是一个循环小数；
· 十进制 0.72 对应的二进制为 0.1011100001010001111010111000010100011110...，是一个循环小数；
· 十进制 0.625 对应的二进制为 0.101，是一个有限小数。
二进制和八进制、十六进制的转换
其实，任何进制之间的转换都可以使用上面讲到的方法，只不过有时比较麻烦，所以一般针对不同的进制采取不同的方法。将二进制转换为八进制和十六进制时就有非常简洁的方法，反之亦然。
1) 二进制整数和八进制整数之间的转换
二进制整数转换为八进制整数时，每三位二进制数字转换为一位八进制数字，运算的顺序是从低位向高位依次进行，高位不足三位用零补齐。下图演示了如何将二进制整数 1110111100 转换为八进制：
从图中可以看出，二进制整数 1110111100 转换为八进制的结果为 1674。
八进制整数转换为二进制整数时，思路是相反的，每一位八进制数字转换为三位二进制数字，运算的顺序也是从低位向高位依次进行。下图演示了如何将八进制整数 2743 转换为二进制：
从图中可以看出，八进制整数 2743 转换为二进制的结果为 10111100011。
2) 二进制整数和十六进制整数之间的转换
二进制整数转换为十六进制整数时，每四位二进制数字转换为一位十六进制数字，运算的顺序是从低位向高位依次进行，高位不足四位用零补齐。下图演示了如何将二进制整数 10 1101 0101 1100 转换为十六进制：
从图中可以看出，二进制整数 10 1101 0101 1100 转换为十六进制的结果为 2D5C。
十六进制整数转换为二进制整数时，思路是相反的，每一位十六进制数字转换为四位二进制数字，运算的顺序也是从低位向高位依次进行。下图演示了如何将十六进制整数 A5D6 转换为二进制：
从图中可以看出，十六进制整数 A5D6 转换为二进制的结果为 1010 0101 1101 0110。
由于在C语言编程中，二进制、八进制、十六进制之间几乎不会涉及小数的转换，所以这里我们只讲整数的转换，大家学以致用足以。另外，八进制和十六进制之间也极少直接转换，这里我们也不再讲解了。
总结
本节前面两部分讲到的转换方法是通用的，任何进制之间的转换都可以采用，只是有时比较麻烦而已。二进制和八进制、十六进制之间的转换有非常简洁的方法，所以没有采用前面的方法。
