二进制是一种基数为2的计数系统,只使用两个数字:0和1。在二进制中,每一位的权重是2的幂次方,从右到左依次是2^0、2^1、2^2、2^3等。以下是二进制的基本算术运算规则:
加法
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 10(向高位进位)
减法
0 - 0 = 0
0 - 1 = 1(向高位借位)
1 - 0 = 1
1 - 1 = 0(模二加运算或异或运算)
乘法
0 × 0 = 0
0 × 1 = 0
1 × 0 = 0
1 × 1 = 1
除法
0 ÷ 0 = 0(无意义)
0 ÷ 1 = 0
1 ÷ 1 = 1(无意义)
移位
左移:将二进制数的所有位向左移动n位,相当于将该数乘以2^n。
右移:将二进制数的所有位向右移动n位,相当于将该数除以2^n,余数会被下舍入。
取反
将一个二进制数的所有位取反(即0变为1,1变为0),等效于将该数取负(改变符号)再将结果减一。
其他规则
如果一个二进制数的第零位的值是1,那么这个数就是奇数;如果该位是0,那么这个数就是偶数。
如果一个二进制数的低端n位都是零,那么这个数可以被2^n整除。
如果一个二进制数的第n位是一,而其他各位都是零,那么这个数等于2^n。
如果一个二进制数的第零位到第n - 1位都是1,而且其他各位都是0,那么这个数等于2^n - 1。
这些规则构成了二进制算术的基础,与十进制算术有显著的不同。在计算机科学中,二进制是处理数据和进行计算的基础,因为计算机内部的电子开关只能表示0和1两种状态。