二进制和十进制的转换及计算方法如下:
一、二进制转十进制
按权展开法 每位数字乘以2的幂次方(从右到左,幂次从0开始递增),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(2^0=1, 2^1=2, 2^2=4, 2^3=8等)或利用2^10=1024的参照值快速计算。
分位计算法
将二进制数按每8位一组(如10010101),分别转换为十进制再相加。 例如:
$$10010101_2 = (1 times 2^7) + (0 times 2^6) + (0 times 2^5) + (1 times 2^4) + (0 times 2^3) + (1 times 2^2) + (0 times 2^1) + (1 times 2^0) = 128 + 16 + 4 + 1 = 149_{10}$$
这种方法适用于较长的二进制数。
二、十进制转二进制
整数部分
用2除十进制数,取余数,将余数从低位到高位排列。 例如:
$$13_{10} rightarrow 13 div 2 = 6 text{余}1 rightarrow 6 div 2 = 3 text{余}0 rightarrow 3 div 2 = 1 text{余}1 rightarrow 1 div 2 = 0 text{余}1$$
结果为:
$$13_{10} = 1101_2$$
可以通过“加1或减1计算”技巧优化:
- 加1:将1变为0,进位1;
- 减1:将1变为0,借位1(如101-1=100)。
小数部分
用2乘十进制小数,取整数部分,将整数部分从左到右排列。 例如:
$$0.75_{10} rightarrow 0.75 times 2 = 1.5 text{取整数}1 rightarrow 0.5 times 2 = 1.0 text{取整数}1$$
结果为:
$$0.75_{10} = 0.11_2$$
若小数部分为无限循环,需截断或补零。
三、注意事项
基数差异: 十进制基数为10,二进制基数为2,转换时需理解权值概念。 工具辅助
通过以上方法,可灵活实现二进制与十进制之间的转换及计算。