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c语言进制

c语言进制

作者: 张轻舟 | 来源:发表于2017-12-11 07:53 被阅读76次
    我们知道十进制转换成R进制用短除法,但是为什么用短除法呢?请往下看。 “数制”只是一套符号系统来表示指称“量”的多少。我们用“1”这个符号来表示一个这一“量”的概念。自然界的“量”是无穷的,我们不可能为每一个“量”都造一个符号,这样的系统没人记得住。所以必须用有限的符号按一定的规律进行排列组合来表示这无限的“量”。符号是有限的,这些符号按照某种规则进行排列组合的个数是无限的。十进制是10个符号的排列组合,二进制是2个符号的排列组合。 在进行进制转换时有一基本原则:转换后表达的“量”的多少不能发生改变。二进制中的111个苹果和十进制中的7个苹果是一样多的。 十进制中的数位排列是这样的…… 万 千 百 十 个 十分 百分 千分…… R进制中的数位排列是这样的……R^4 R^3R^2 R^1 R^0 R^-1 R^-2 R^-3…… 可以看出相邻的数位间相差进制的一次方。 以下部分来源:知乎网友 进制这事儿,说到底就是位值原理,即:同一个数字,放在不同的数位上,代表不同大小的“量”。例如:十进制中,百位上的1表示100,十位上的1表示10。 任何进制中,每个数都可以按 位权展开成各个数位上的数字乘以对应数位的位权,再相加的形式,如:   十进制的123=1×100+2×10+3×1   十进制的9876=9×1000+8×100+7×10+6×1   问:为啥相应的数位是1000、100、10、1?为啥不是4、3、2、1?   答:十进制,满十进一,再满十再进一,因此要想进到第三位,得有10×10;第4位得有10×10×10   这样我们就知道了: 对10进制,从低位到高位,依次要乘以10^0,10^1,10^2,10^3……,也就是1、10、100、1000   对2进制,从低位到高位,依次要乘以2^0,2^1,2^2,2^3……,也就是1、2、4、8、……   下面我们开始转换进制(以十进制换成二进制为例):   原来十进制咱们的数位叫 千位、百位、十位……   现在二进制数位变成了八位、四位、二位……   模仿上面十进制按位权展开的方式,把二进制数1011按权展开:1011=1×2^3+0×2^2+1×2^1+1×2^0=1×8+0×4+1×2+1×1=8+2+1=11   接下来我们进行十进制往二进制的转换:   比较小的数,直接通过拆分就可以转换回去   比如13,我们把数位摆好八位、四位、二位,不能写十六了,因为一旦“十六”那个数位上的符号是“1”,那就表示有1个16,即便后面数位上的符号全部是“0”,把这个二进制数按权位展开后,在按照十进制的运算规律计算,得到的数也大于13了。那最多就只能包含“八”这个数位。 13-8=5,5当中有4,5-4=1   好啦,我们知道13=1*8+1*4+0*2+1*1 把“1”、“1”、“0”“1”这几个符号放到数位上去: 八位、四位、二位、一位   1 1 0 1   于是十进制数13=二进制数1101   现在你按照书上说的短除法来试试,会发现它和你凑数得到的结果刚好是一样的,为什么短除法可以实现进制的转换呢?为什么每次要除以进制呢?为什么要把余数倒着排列呢?   想要知道其中的道理的话,请仔细品味以下的递归原理(不知道递归没关系):   (1)一个十进制数321的末尾是1,意味着一定是……+1,省略号部分一定是10的倍数,所以一个十进制数末尾是1意味着十进制数除以进制10一定余1。所以第一次除以10之后的余数,应该放在十进制的最后一个数位“个位”,也就是说个位上的符号是1。 类比,一个二进制数111(注意,数值不等于上面十进制的111)末尾是1,意味着一定是……+1,前面的省略号部分都是2的倍数。所以一个二进制数末尾是1,意味着它对应的十进制数除以进制2一定余1。所以第一次除以2之后的余数,应该放在二进制的最后一个数位“一位”,也就是说一位上的符号是1。 (2)如果一个十进制数321“十位”是2,我们希望把它转换为(1)的情况。那么我们把这个十进制数的末尾抹掉,也就是减去“个位”上的1,再除以进制10,得到32。这样原来“十位”上的“2”就掉到了“个位”上。再把32做(1)的处理。 类比,如果一个二进制数111“二位”是1,我们希望把它转换为(1)的情况,那么我们把这个二进制数的末尾抹掉,也就是减去“一位”上的1,再除以进制2,得到11。这样原来“二位”上的“1”就掉到了“一位”上。再把11做(1)的处理。 总结:其实这个过程就是把各个数位上的符号求出来的过程。 现在你应该可以回答以下问题了:为什么短除法可以实现进制的转换呢?为什么每次要除以进制呢?为什么要把余数倒着排列呢? R进制转换成十进制就是按权位展开,把展开式放到十进制下,再按照“十进制”的运算规律计算。因为是十进制,所以就允许使用2、3、4、5、6、7、8、9了。所以2的n次方就不用写成指数,而可以用另外的八个符号来表示了。十进制

    十进制--->二进制

    对于整数部分,用被除数反复除以2,除第一次外,每次除以2均取前一次商的整数部分作被除数并依次记下每次的余数。另外,所得到的商的最后一位余数是所求二进制数的最高位。

    对于小数部分,采用连续乘以基数2,并依次取出的整数部分,直至结果的小数部分为0为止。故该法称“乘基取整法”。

    给你一个十进制,比如:6,如果将它转换成二进制数呢?

    10进制数转换成二进制数,这是一个连续除以2的过程:

    把要转换的数,除以2,得到商和余数,

    将商继续除以2,直到商为0。最后将所有余数倒序排列,得到数就是转换结果。

    听起来有些糊涂?结合例子来说明。比如要转换6为二进制数。

    “把要转换的数,除以2,得到商和余数”。

    那么:

    十转二示意图

    要转换的数是6, 6 ÷ 2,得到商是3,余数是0。

    “将商继续除以2,直到商为0……”

    现在商是3,还不是0,所以继续除以2。

    那就: 3 ÷ 2, 得到商是1,余数是1。

    “将商继续除以2,直到商为0……”

    现在商是1,还不是0,所以继续除以2。

    那就: 1 ÷ 2, 得到商是0,余数是1

    “将商继续除以2,直到商为0……最后将所有余数倒序排列”

    好极!现在商已经是0。

    我们三次计算依次得到余数分别是:0、1、1,将所有余数倒序排列,那就是:110了!

    6转换成二进制,结果是110。

    把上面的一段改成用表格来表示,则为:

    二进制--->十进制

    二进制数转换为十进制数

    二进制数第0位的权值是2的0次方,第1位的权值是2的1次方……

    所以,设有一个二进制数:0110 0100,转换为10进制为:

    下面是竖式:

    0110 0100 换算成十进制

    第0位 0 * 20 = 0

    第1位 0 * 21 = 0

    第2位 1 * 22 = 4

    第3位 0 * 23 = 0

    第4位 0 * 24 = 0

    第5位 1 * 25 = 32

    第6位 1 * 26 = 64

    第7位 0 * 27 = 0

    公式:第N位2(N)

    100

    用横式计算为:

    0 * 20 + 0 * 21 + 1 * 22 + 0 * 23 + 0 * 24 + 1 * 25 + 1* 26 + 0 * 27 = 100

    0乘以多少都是0,所以我们也可以直接跳过值为0的位:

    1 * 22 + 1 * 25 +1*26 = 100

    十进制--->八进制

    10进制数转换成8进制的方法,和转换为2进制的方法类似,唯一变化:除数由2变成8。

    来看一个例子,如何将十进制数120转换成八进制数。

    用表格表示:

    八进制--->十进制

    八进制就是逢8进1。

    八进制数采用 0~7这八数来表达一个数。

    八进制数第0位的权值为8的0次方,第1位权值为8的1次方,第2位权值为8的2次方……

    所以,设有一个八进制数:1507,转换为十进制为:

    用竖式表示:

    1507换算成十进制

    第0位 7 * 80 = 7

    第1位 0 * 81 = 0

    第2位 5 * 82 = 320

    第3位 1 * 83 = 512

    --------------------------

    839

    同样,我们也可以用横式直接计算:

    7 * 80 + 0 * 81 + 5 * 82 + 1 * 83 = 839

    结果是,八进制数 1507 转换成十进制数为 839

    十进制--->十六进制

    10进制数转换成16进制的方法,和转换为2进制的方法类似,唯一变化:除数由2变成16。

    同样是120,转换成16进制则为:

    十六进制--->十进制

    16进制就是逢16进1,但我们只有0~9这十个数字,所以我们用A,B,C,D,E,F这六个字母来分别表示10,11,12,13,14,15。字母不区分大小写。

    十六进制数的第0位的权值为16的0次方,第1位的权值为16的1次方,第2位的权值为16的2次方……

    所以,在第N(N从0开始)位上,如果是是数 X (X 大于等于0,并且X小于等于 15,即:F)表示的大小为 X * 16的N次方。

    假设有一个十六进数 2AF5, 那么如何换算成10进制呢?

    用竖式计算:

    2AF5换算成10进制:

    第0位: 5 * 160 = 5

    第1位: F * 161 = 240

    第2位: A * 162 = 2560

    第3位: 2 * 163 = 8192

    -------------------------------------

    10997

    直接计算就是:

    5 * 160 + F * 161 + A * 162 + 2 * 163 = 10997

    (别忘了,在上面的计算中,A表示10,而F表示15)

    现在可以看出,所有进制换算成10进制,关键在于各自的权值不同。

    假设有人问你,十进数 1234 为什么是 一千二百三十四?你尽可以给他这么一个算式:

    1234 = 1 * 103 + 2 * 102 + 3 * 101 + 4 * 100

    二进制--->八进制

    (11001.101)(二)

    整数部分: 从后往前每三位一组,缺位处用0填补,然后按十进制方法进行转化, 则有:

    001=1

    011=3

    然后我们将结果按从下往上的顺序书写就是:31,那么这个31就是二进制11001的八进制形式

    八进制--->二进制

    (31.5)(八)

    整数部分:从后往前每一位按十进制转化方式转化为三位二进制数,缺位处用0补充 则有:

    1---->1---->001

    3---->11

    然后我们将结果按从下往上的顺序书写就是:11001,那么这个11001就是八进制31的二进制形式

    二进制--->十六进制

    二进制和十六进制的互相转换比较重要。不过这二者的转换却不用计算,每个C,C++程序员都能做到看见二进制数,直接就能转换为十六进制数,反之亦然。

    我们也一样,只要学完这一小节,就能做到。

    首先我们来看一个二进制数:1111,它是多少呢?

    你可能还要这样计算:1 * 20 + 1 * 21 + 1 * 22 + 1 * 23 = 1 * 1 + 1 * 2 + 1 * 4 + 1 * 8 = 15。

    然而,由于1111才4位,所以我们必须直接记住它每一位的权值,并且是从高位往低位记,:8、4、2、1。即,最高位的权值为23 = 8,然后依次是 22 = 4,21=2, 20 = 1。

    记住8421,对于任意一个4位的二进制数,我们都可以很快算出它对应的10进制值。

    下面列出四位二进制数xxxx 所有可能的值(中间略过部分)

    二进制数要转换为十六进制,就是以4位一段,分别转换为十六进制。

    如:

    十六进制--->二进制

    反过来,当我们看到 FD时,如何迅速将它转换为二进制数呢?

    先转换F:

    看到F,我们需知道它是15(可能你还不熟悉A~F这六个数),然后15如何用8421凑呢?应该是8 + 4 + 2 + 1,所以四位全为1 :1111。

    接着转换 D:

    看到D,知道它是13,13如何用8421凑呢?应该是:8 + 4 + 1,即:1101。

    所以,FD转换为二进制数,为: 1111 1101

    由于十六进制转换成二进制相当直接,所以,我们需要将一个十进制数转换成2进制数时,也可以先转换成16进制,然后再转换成2进制。

    比如,十进制数 1234转换成二制数,如果要一直除以2,直接得到2进制数,需要计算较多次数。所以我们可以先除以16,得到16进制数:

    结果16进制为: 0x4D2

    然后我们可直接写出0x4D2的二进制形式: 0100 1101 0010。

    其中对映关系为:

    0100 -- 4

    1101 -- D

    0010 -- 2

    同样,如果一个二进制数很长,我们需要将它转换成10进制数时,除了前面学过的方法是,我们还可以先将这个二进制转换成16进制,然后再转换为10进制。

    下面举例一个int类型的二进制数:

    01101101 11100101 10101111 00011011

    我们按四位一组转换为16进制: 6D E5 AF 1B

    再转换为10进制:6*167+D*166+E*165+5*164+A*163+F*162+1*161+B*160=1,843,769,115

    十进制--->负进制

    下面是将十进制数转换为负R进制的公式:

    N=(dmdm-1...d1d0)-R

    =dm*(-R)m+dm-1*(-R)m-1+...+d1*(-R)1+d0*(-R)0

    15=1*(-2)4+0*(-2)3+0*(-2)2+1*(-2)1+1*(-2)0

    =10011(-2)

    负数

    负数的进制转换稍微有些不同。

    先把负数写为其补码形式(在此不议),然后再根据二进制转换其它进制的方法进行。

    例:要求把-9转换为八进制形式。则有:

    -9的补码为1111 1111 1111 0111。从后往前三位一划,不足三位的加0

    111---->7

    110---->6

    111---->7

    111---->7

    111---->7

    001---->1

    然后我们将结果按从下往上的顺序书写就是:177767,那么177767就是十进制数-9的八进制形式。

    其实转化成任意进制都是一样的。

    初学者最容易犯的错误!!!!!!!

    犯错:(-617)D=(-1151)O=(-269)H

    原因分析:如果是正数的话,上面的思路是正确的,但是由于正数和负数在原码、反码、补码转换上的差别,所以按照正数的求解思路去对负数进行求解是不对的。

    正确的方法是:首先将-617用补码表示出来,然后再转换成八进制和十六进制(补码)即可。

    注:二进制补码要用16位。

    正确答案::(-617)D=(176627)O=(fd97)H

    负数十进制转换成八进制或十六进制方法

    如(-12)10=( )8=( )16

    第一步:转换成二进制

    1000 0000 0000 1100

    第二步:补码,取反加一

    注意:取反时符号位不变!

    1111 1111 1111 0100

    第三步:转换成八进制是三位一结合:177764(8)

    转换成十六进制是四位一结合:fff4(16)

    小数

    最近有些朋友提了这样的问题“0.8的十六进制是多少?”

    0.8、0.6、0.2... ...一些数字在进制之间的转化过程中确实存在麻烦。

    就比如“0.8的十六进制”吧!

    无论怎么乘以16,它的余数总也乘不尽,总是余0.8

    具体方法如下:

    0.8*16=12.8

    0.8*16=12.8

    取每一个结果的整数部分为12既十六进制的C

    如果题中要求精确到小数点后3位那结果就是0.CCC

    如果题中要求精确到小数点后4位那结果就是0.CCCC

    现在OK了。

    C++十进制转k进制

    #include

    #include

    #include

    chara;

    usingnamespacestd;

    intmain()

    {

    inty=0,k,n,x;

    charz='A';

    scanf("%d %d",&n,&x);

    while(n!=0)

    {

    y++;

    a[y]=n%x;

    n=n/x;

    if(a[y]>9) a[y]=z+(a[y]-10);

    elsea[y]=a[y]+'0';

    }

    for(inti=y;i>0;i--)

    printf("%c",a);

    return0;

    }

    m进制转10进制

    #include

    #include

    #include

    #include

    chara;

    usingnamespacestd;

    intmain()

    {

    intn,m;

    intf=0;

    scanf("%s%d",a,&m);

    for(inti=0;i

    {

    f*=m;

    if(a=='A'||a=='B'||a=='C'||a=='D'||a=='E'||a=='F')

    {

    f=f+(a-'A'+10);

    }

    else

    {

    f=f+(a-'0');

    }

    }

    printf("%d",f);

    return0;

    }

    C语言代码

    #include

    #include

    intmain()

    {

    longn,m,r;

    while(scanf("%ld%ld",&n,&r)!=EOF)

    {

    if(abs(r)>1&&!(n<0&&r>0))

    {

    longresult;

    long*p=result;

    printf("%ld=",n);

    if(n!=0)

    {

    while(n!=0)

    {

    m=n/r;*p=n-m*r;

    if(*p<0&&r<0)

    {

    *p=*p+abs(r);m++;

    }

    p++;n=m;

    }

    for(m=p-result-1;m>=0;m--)

    {

    if(result[m]>9)

    printf("%c",55+result[m]);

    else

    printf("%d",result[m]);

    }

    }

    elseprintf("0");

    printf("(base%d)\n",r);

    }

    }

    return0;

    }

    /*以下为10进制以下转换。。。*/ /*用函数,可直接拷贝。。。*/ /*(VS2008环境下C++控制台代码)*/ #include"stdafx.h" #include intx; intjzzh(inty,intml) { inti,j; i=ml; x=0; for(inta=1;;a++) { if(i!=0) { x[a]=i%y; x++; } elsebreak; i=i/y; } returnx; }

    intmain(intargc,char*argv[])

    {

    printf("Hello,world\n");

    longinty,ml;

    longinta;

    printf("请输入需要转换至进制数:");

    scanf("%d",&y);

    printf("请输入数字:");

    scanf("%d",&ml);

    jzzh(y,ml);

    for(a=x;a>=1;a--)

    printf("%d",x[a]);

    printf("\n");

    return0;

    }

    Java代码

    Java代码实现十进制分别转换为十六,二,八进制。

    Java代码

    核心思想就是余数定理

    public class Change { /*转为16进制*/ static void cha_16(int n)

    { if(n >= 16) cha_16(n/16);

    if(n%16 < 10)System.out.print(n%16);

    else System.out.print((char)(n%16 + 55)); } /*转为2进制*/

    static void cha_2(int n)

    { if(n >= 2) cha_2(n/2);

    System.out.print(n%2); } /*转为8进制*/

    static void cha_8(int n)

    { if( n >= 8) { cha_8(n/8);

    System.out.print(n%8); }

    else System.out.print(n); } /*主程序入口*/

    public static void main(String[] args)

    { int a=27,b=9,c=19; /*定义输入的转换数值*/ System.out.print("十进制数"+a+"=>十六进制输出:");

    cha_16(a); System.out.println(); /*换行*/

    System.out.print("十进制数"+b+"=>二进制输出:");

    cha_2(b); System.out.println();

    System.out.print("十进制数"+c+"=>八进制输出:");

    cha_8(c); }}

    PS:自我笔记,来自网络。不作任何商业用途。

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