将二进制转化为数字的方法主要分为以下两种情况,具体操作如下:
一、二进制转十进制(通用方法)
正整数转换 使用“按权展开求和”法,将二进制数从右至左按位乘以2的幂次方并求和。例如:
$$
(1010)_2 = 1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 0 = 10
$$
或“除以2取余法”:将二进制数不断除以2,记录余数并倒序排列。例如:
$$
(1010)_2 rightarrow 1010 div 2 = 50 text{余} 0 rightarrow 50 div 2 = 25 text{余} 0 rightarrow 25 div 2 = 12 text{余} 1 rightarrow 12 div 2 = 6 text{余} 0 rightarrow 6 div 2 = 3 text{余} 0 rightarrow 3 div 2 = 1 text{余} 1 rightarrow 1 div 2 = 0 text{余} 1
$$
倒序后得到$(1010)_2 = (1010)_10$。
负整数转换
先将对应正整数转换为二进制,然后取反加1。例如:
$$
(-31)_{10} = text{取反}(11111)_2 + 1 = (00000)_2 + 1 = (1)_2
$$
注意:计算机中通常采用补码表示负数。
小数转换
使用“乘以2取整法”:将小数部分乘以2,记录整数部分并继续处理小数部分,直到达到精度要求。例如:
$$
0.125 times 2 = 0.25 rightarrow text{整数部分} 0 rightarrow 0.25 times 2 = 0.50 rightarrow text{整数部分} 0 rightarrow 0.50 times 2 = 1.00 rightarrow text{整数部分} 1
$$
结果为$(0.101)_2$。
二、二进制转十进制(计算机专用方法)
在计算机中,二进制数通常以字(如32位)为单位存储,需按位解析。例如:
$$
text{二进制字符串} "F2 08 00 EC 08 00 EA 08 00 EC 08 00" rightarrow text{转换为NumPy数组} [2290, 2284, 2282]
$$
具体步骤包括:
1. 将二进制字符串按空格分割并转换为字节数组;
2. 使用`np.frombuffer`将字节数组转换为NumPy数组;
3. 根据数据类型(如`uint24`)解析为十进制数值。
总结:
二进制转十进制可通过通用数学方法或计算机专用解析实现,具体选择取决于应用场景。