二进制是一种以0和1为基数的数制,其表达方式及规则如下:
一、基本定义与规则
符号与基数 二进制仅使用0和1两个数码,基数为2,遵循“逢二进一”的进位规则。
位权与表示方法
从右向左,第n位表示2的(n-1)次方。例如:
- 二进制数110.11表示:
[
1 times 2^2 + 1 times 2^1 + 0 times 2^0 + 1 times 2^{-1} + 1 times 2^{-2} = 4 + 2 + 0 + 0.5 + 0.25 = 6.75
]
(对应十进制数)。
二、常见表示形式
前缀标识
二进制数通常以`0b`或`0B`开头,例如:`0b101`表示十进制的5。
符号扩展
- 有符号数: 最高位为符号位(0为正,1为负),其余位按原码、反码、补码规则转换。例如: - 8位二进制`10000011`表示-1(补码形式)。 - 无符号数
三、转换规则
十进制转二进制
通过不断除以2取余数,逆序排列。例如:
- 十进制3 → 11(1×2¹+1×2⁰)。
二进制转十进制
按位权展开求和。例如:
- 二进制1011 → 1×2³+0×2²+1×2¹+1×2⁰=11(十进制)。
四、应用场景
计算机底层数据存储均以二进制形式进行,包括整数、浮点数等。例如,Java中`int`类型默认32位,`long`类型默认64位,均以二进制补码表示。