二进制数扩大n倍的计算方法如下:
一、基本规则
左移操作 二进制数扩大n倍,可以通过左移操作实现。左移n-1位相当于乘以2的n次方。例如:
- 将`1011010`左移1位(n=2)得到`10110100`(即乘以2²=4)。
进位处理
左移时若产生进位,需根据数据类型(有符号或无符号)处理:
- 无符号数: 直接左移,进位舍弃(如`10110100`表示180)。 - 有符号数
二、数学原理
二进制基于2的幂次,左移n位相当于乘以2ⁿ:
$$
text{原数} times 2^n = text{原数} ll (n-1) text{位}
$$
例如:
`1011010`扩大3倍(n=3):
$$
1011010 times 2^3 = 1011010 times 8 = 101101000
$$
三、注意事项
数据类型限制
- 无符号数左移不会产生符号位变化,但右移会丢失信息(需用符号位填充)。
- 有符号数左移可能引发溢出或符号位翻转,需使用补码运算。
n的表示
若n为奇数,可拆分为`n=2^m+1`(如5=2²+1),则需先左移m位再与原数相加。
四、示例总结
| 原数 | 扩大倍数n | 左移位数 | 结果 | 数据类型说明 |
|------------|------------|----------|------------|-------------------|
| 1011010 | 2 | 1| 10110100| 无符号数 |
| 1011010 | 3 | 2| 111000010 | 需补码处理 |
| 01011010| 2 | 1| 10110100| 无符号数 |
通过左移操作并结合进位处理,可高效实现二进制数的倍增。