二进制运算规则与十进制类似,但仅使用0和1两个数字,运算规则更简单。以下是二进制基本运算的详细说明:
一、二进制加法
遵循“逢二进一”的规则:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 10(向高位进1)
1 + 1 + 1 = 11(连续进位)
示例:计算 1101 + 1011
从右到左逐位相加:
第0位:1 + 1 = 10 → 进位1,结果0
第1位:0 + 1 + 1(进位)= 10 → 进位1,结果0
第2位:1 + 0 + 1(进位)= 10 → 进位1,结果0
第3位:1 + 1 + 1(进位)= 11 → 进位1,结果1
最终结果为 11010(二进制)或 2D(十进制)。
二、二进制减法
采用“借一当二”的规则:
0 - 0 = 0
1 - 0 = 1
1 - 1 = 0
0 - 1 = 1(需向高位借1,即10)
10 - 1 = 1(借位后相当于10-1=1)。
示例:计算 1101 - 1011
从右到左逐位相减:
第0位:1 - 1 = 0
第1位:0 - 1(借位)= 1(即10-1)
第2位:0 - 0 = 0
第3位:1 - 1 = 0
最终结果为 0010(二进制)或 2(十进制)。
三、二进制乘法
采用逐位相乘并累加的方法:
0×0=0,0×1=0,1×0=0,1×1=1
从低位到高位,用乘数的每一位乘被乘数,部分积对齐后相加。
示例:计算 1001 × 1010
逐位相乘:
1001 × 0 = 0000
1001 × 1 = 1001(左移1位)
0000 × 0 = 0000
0000 × 1 = 0000
累加结果为 1011010(二进制)或 1838(十进制)。
四、二进制除法
类似十进制除法,采用逐位试商:
从被除数最高位开始,与除数比较
若被除数≥除数,则减去除数,商为1,余数为差
若被除数<除数,则商为0,余数为被除数
需注意借位处理。
示例:计算 1010 ÷ 101
步骤:
1. 1010 ÷ 101 = 10,余数为0
最终结果为 10(二进制)或 2(十进制)。
五、注意事项
符号位处理:
最高位为符号位(0表示正数,1表示负数)
工具辅助:
可通过位操作工具进行逻辑运算(如与、或、异或等)
扩展运算:
乘法可通过逐位相乘累加实现,除法需模拟十进制试商过程
通过以上规则,可系统完成二进制运算。若需进一步学习,建议结合具体编程实践加深理解。