二进制转换可以通过多种方法实现,具体方法取决于需要转换的类型(整数或小数)和场景。以下是常见的转换方法及步骤:
一、二进制转十进制
按权展开求和 从右往左,将二进制每位乘以2的幂次方(2⁰, 2¹, 2², …),然后将结果相加。 例如:
$$1101_2 = 1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13_{10}$$
可以通过记忆权值(128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1)快速计算。
分位计算
对于8位二进制数,可按每组4位转换为十进制再相加。例如:
$$10010101_2 = (128 + 0 + 0 + 16) + (0 + 4 + 0 + 1) = 149_{10}$$。
二、十进制转二进制
整数部分:除2取余法
不断将十进制数除以2,记录余数,然后将余数倒序排列。 例如:
$$101_{10} rightarrow 1001_2$$
具体步骤:
- 101 ÷ 2 = 50 余 1
- 50 ÷ 2 = 25 余 0
- 25 ÷ 2 = 12 余 1
- 12 ÷ 2 = 6 余 0
- 6 ÷ 2 = 3 余 0
- 3 ÷ 2 = 1 余 1
- 1 ÷ 2 = 0 余 1
倒序排列余数得到1001。
小数部分:乘2取整法
将小数部分乘以2,取整数部分,重复此过程直至小数部分为0。 例如:
$$0.75_{10} rightarrow 0.11_2$$
具体步骤:
- 0.75 × 2 = 1.5 → 取整1
- 0.50 × 2 = 1.0 → 取整1
- 0.00 × 2 = 0.0 → 取整0
常见小数无法精确表示(如0.1₂ = 0.000110011001…),需截断或四舍五入。
三、其他实用技巧
分组转换
- 二进制转八进制: 每3位二进制数对应1位八进制数(不足补0)。例如: $$100010_2 = 10_8$$ - 二进制转十六进制
$$100111010_2 = 2D_{16}$$
- 八进制/十六进制转二进制:直接按3/4位二进制数拆分。
工具辅助 可使用Mathtool等工具快速进行进制转换,支持十进制与二进制、八进制、十六进制之间的互转。
四、注意事项
负数处理:
十进制负数:先转换绝对值,结果前加符号位(如-1010110₂ = -1010110₂);
二进制负数:采用补码表示,需先确定位数再转换。- 小数精度:
二进制小数可能无法精确表示某些十进制小