二进制转十进制的方法主要基于 按权展开求和的原理,具体步骤如下:
一、基本原理
二进制数采用2为基数的计数系统,每一位只有0或1,从右往左依次表示2的幂次方:
$$
begin{align*}
&2^0 = 1
&2^1 = 2
&2^2 = 4
&2^3 = 8
&vdots
end{align*}
$$
将二进制数的每一位与其对应的权值相乘,然后将所有结果相加即可得到十进制数。例如二进制数$1011_2$转换为十进制:
$$
1 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11_{10}
$$
二、分步转换方法
整数部分转换(除2取余法) 将十进制整数不断除以2,记录余数,将余数从下往上排列。例如将23转换为二进制:
$$
begin{align*}
23 div 2 &= 11 quad text{余} 1
11 div 2 &= 5 quad text{余} 1
5 div 2 &= 2 quad text{余} 1
2 div 2 &= 1 quad text{余} 0
1 div 2 &= 0 quad text{余} 1
end{align*}
$$
余数倒序排列得到$10111_2$。
小数部分转换(乘2取整法)
将十进制小数不断乘以2,取整数部分,依次排列。例如将0.75转换为二进制:
$$
begin{align*}
0.75 times 2 &= 1.5 quad text{取整数} 1
0.5 times 2 &= 1.0 quad text{取整数} 1
0.0 times 2 &= 0.0 quad text{取整数} 0
end{align*}
$$
结果为$0.11_2$。
三、注意事项
符号处理: 二进制数通常为无符号数,若为有符号数需先处理符号位(如最高位为1表示负数)。 效率技巧
通过上述方法,可将任意二进制数准确转换为十进制数,这是计算机底层运算的基础。