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C++ 进制转换

2013年02月14日 ⁄ 综合 ⁄ 共 7355字 ⁄ 字号 评论关闭

二、八、十六进制数转换到十进制数 

二进制数转换为十进制数 二进制数第0位的权值是2的0次方,第1位的权值是2的1次方…… 
所以,设有一个二进制数:0110 0100,转换为10进制为:

下面是竖式: 
0110 0100 换算成 十进制 
第0位 0 * 20   =   0 
第1位 0 * 21   =   0 
第2位 1 * 22   =   4 
第3位 0 * 23   =   0 
第4位 0 * 24   =   0 
第5位 1 * 25   = 32 
第6位 1 * 26   = 64 
第7位 0 * 27   =   0      + 
--------------------------- 
               100    

用横式计算为: 
0 * 20 + 0 * 21 + 1 * 22 + 1 * 23 + 0 * 24 + 1 * 25 + 1 * 26 + 0 * 27 = 100 
0乘以多少都是0,所以我们也可以直接跳过值为0的位: 
1 * 22 + 1 * 23 +   1 * 25 + 1 * 26 = 100

八进制数转换为十进制数 :八进制就是逢8进1,八进制数采用 0~7这八数来表达一个数。 
八进制数第0位的权值为8的0次方,第1位权值为8的1次方,第2位权值为8的2次方…… 
所以,设有一个八进制数:1507,转换为十进制为: 

用竖式表示:

1507换算成十进制。 
第0位 7 * 80 = 7 
第1位 0 * 81 = 0  
第2位 5 * 82 = 320  
第3位 1 * 83 = 512    + 
-------------------------- 
               839

同样,我们也可以用横式直接计算: 
7 * 80 + 0 * 81 + 5 * 82 + 1 * 83 = 839 
结果是,八进制数 1507 转换成十进制数为 839。

八进制数的表达方法 
C,C++语言中,如何表达一个八进制数呢?如果这个数是 876,我们可以断定它不是八进制数,因为八进制数中不可能出7以上的阿拉伯数字。但如果这个数是123
、是567,或12345670,那么它是八进制数还是10进制数,都有可能。 
所以,C,C++规定,一个数如果要指明它采用八进制,必须在它前面加上一个0,如:123是十进制,但0123则表示采用八进制。这就是八进制数在C、C++中的表达
方法。 
由于C和C++都没有提供二进制数的表达方法,所以,这里所学的八进制是我们学习的,CtC++语言的数值表达的第二种进制法。 
现在,对于同样一个数,比如是100,我们在代码中可以用平常的10进制表达,例如在变量初始化时:

int a = 100; 
我们也可以这样写: 
int a = 0144; //0144是八进制的100;一个10进制数如何转成8进制,我们后面会学到。 
千万记住,用八进制表达时,你不能少了最前的那个0。否则计算机会通通当成10进制。不过,有一个地方使用八进制数时,却不能使用加0,那就是我们前面学
的用于表达字符的“转义符”表达法。

  
八进制数在转义符中的使用 
我们学过用一个转义符'\'加上一个特殊字母来表示某个字符的方法,如:'\n'表示换行(line),而'\t'表示Tab字符,'\''则表示单引号。今天我们又学习了一
种使用转义符的方法:转义符'\'后面接一个八进制数,用于表示ASCII码等于该值的字符。 
比如,查一下第5章中的ASCII码表,我们找到问号字符(?)的ASCII值是63,那么我们可以把它转换为八进值:77,然后用 '\77'来表示'?'。由于是八进制,所
以本应写成 '\077',但因为C,C++规定不允许使用斜杠加10进制数来表示字符,所以这里的0可以不写。 

十六进制数转换成十进制数 
2进制,用两个阿拉伯数字:0、1; 
8进制,用八个阿拉伯数字:0、1、2、3、4、5、6、7; 
10进制,用十个阿拉伯数字:0到9; 
16进制,用十六个阿拉伯数字……等等,阿拉伯人或说是印度人,只发明了10个数字啊?

16进制就是逢16进1,但我们只有0~9这十个数字,所以我们用A,B,C,D,E,F这五个字母来分别表示10,11,12,13,14,15。字母不区分大小写。 
十六进制数的第0位的权值为16的0次方,第1位的权值为16的1次方,第2位的权值为16的2次方…… 
所以,在第N(N从0开始)位上,如果是是数 X (X 大于等于0,并且X小于等于 15,即:F)表示的大小为 X * 16的N次方。 
假设有一个十六进数 2AF5, 那么如何换算成10进制呢?

用竖式计算:  
2AF5换算成10进制: 
第0位:   5 * 160 = 5 
第1位:   F * 161 = 240 
第2位:   A * 162 = 2560 
第3位:   2 * 163 = 8192   + 
------------------------------------- 
                  10997   
直接计算就是: 
5 * 160   + F * 161 + A * 162 + 2 * 163 = 10997 
(别忘了,在上面的计算中,A表示10,而F表示15) 
现在可以看出,所有进制换算成10进制,关键在于各自的权值不同。 
假设有人问你,十进数 1234 为什么是 一千二百三十四?你尽可以给他这么一个算式: 
1234 = 1 * 103 + 2 * 102 + 3 * 101 + 4 * 100

十六进制数的表达方法 
如果不使用特殊的书写形式,16进制数也会和10进制相混。随便一个数:9876,就看不出它是16进制或10进制。 
C,C++规定,16进制数必须以 0x开头。比如 0x1表示一个16进制数,而1则表示一个十进制。另外如:0xff,0xFF,0X102A,等等。其中的x也也不区分大小写。(
意:0x中的0是数字0,而不是字母O)

以下是一些用法示例: 
int a = 0x100F; 
int b = 0x70 + a; 
至此,我们学完了所有进制:10进制,8进制,16进制数的表达方式。

十六进制数在转义符中的使用 
转义符也可以接一个16进制数来表示一个字符。如在6.2.4小节中说的 '?' 字符,可以有以下表达方式: 
'?'      //直接输入字符 
'\77'    //用八进制,此时可以省略开头的0 
'\0x3F' //用十六进制 
同样,这一小节只用于了解。除了空字符用八进制数 '\0' 表示以外,我们很少用后两种方法表示一个字符。


十进制数转换到二、八、十六进制数 

10进制数转换为2进制数 
给你一个十进制,比如:6,如果将它转换成二进制数呢? 
10进制数转换成二进制数,这是一个连续除2的过程: 
把要转换的数,除以2,得到商和余数,
将商继续除以2,直到商为0。最后将所有余数倒序排列,得到数就是转换结果。 
听起来有些糊涂?我们结合例子来说明。比如要转换6为二进制数。 
“把要转换的数,除以2,得到商和余数”。 
那么: 要转换的数是6, 6 ÷ 2,得到商是3,余数是0。 (不要告诉我你不会计算6÷3!) 
“将商继续除以2,直到商为0……” 
现在商是3,还不是0,所以继续除以2。 
那就: 3 ÷ 2, 得到商是1,余数是1。 
“将商继续除以2,直到商为0……” 
现在商是1,还不是0,所以继续除以2。 
那就: 1 ÷ 2, 得到商是0,余数是1 (拿笔纸算一下,1÷2是不是商0余1!) 
“将商继续除以2,直到商为0……最后将所有余数倒序排列” 
好极!现在商已经是0。 
我们三次计算依次得到余数分别是:0、1、1,将所有余数倒序排列,那就是:110了! 
6转换成二进制,结果是110。

把上面的一段改成用表格来表示,则为: 
被除数 计算过程 商 余数  
    6               6/2        3      0  
    3               3/2        1      1  
    1               1/2        0      1  

10进制数转换为8、16进制数 
非常开心,10进制数转换成8进制的方法,和转换为2进制的方法类似,惟一变化:除数由2变成8。 
来看一个例子,如何将十进制数120转换成八进制数。 
用表格表示: 
被除数 计算过程 商 余数  
120          120/8    15      0  
15            15/8       1        7  
1              1/8         0        1  

120转换为8进制,结果为:170。 
非常非常开心,10进制数转换成16进制的方法,和转换为2进制的方法类似,惟一变化:除数由2变成16。 
同样是120,转换成16进制则为: 
被除数 计算过程 商 余数  
120         120/16     7      8  
7              7/16         0      7  
120转换为16进制,结果为:78。

十六进制数互相转换 
二进制和十六进制的互相转换比较重要。不过这二者的转换却不用计算,每个C,C++程序员都能做到看见二进制数,直接就能转换为十六进制数,反之亦然。 
我们也一样,只要学完这一小节,就能做到。 
首先我们来看一个二进制数:1111,它是多少呢? 
你可能还要这样计算:1 * 20 + 1 * 21 + 1 * 22 + 1 * 23 = 1 * 1 + 1 * 2 + 1 * 4 + 1 * 8 = 15。 
然而,由于1111才4位,所以我们必须直接记住它每一位的权值,并且是从高位往低位记,:8、4、2、1。即,最高位的权值为23 = 8,然后依次是 22 = 4,
21=2, 20 = 1。 
记住8421,对于任意一个4位的二进制数,我们都可以很快算出它对应的10进制值。

下面列出四位二进制数 xxxx 所有可能的值(中间略过部分) 
仅4位的2进制数   快速计算方法    十进制值      十六进值 
1111                     = 8 + 4 + 2 + 1      = 15                 F 
1110                     = 8 + 4 + 2 + 0      = 14                 E 
1101                     = 8 + 4 + 0 + 1      = 13                 D           
1100                     = 8 + 4 + 0 + 0      = 12                 C           
1011                     = 8 + 4 + 0 + 1      = 11                 B           
1010                     = 8 + 0 + 2 + 0      = 10                 A 
1001                     = 8 + 0 + 0 + 1      = 10                 9 
.... 
0001                     = 0 + 0 + 0 + 1      = 1                   1 
0000                     = 0 + 0 + 0 + 0      = 0                   0 
二进制数要转换为十六进制,就是以4位一段,分别转换为十六进制。 
如(上行为二制数,下面为对应的十六进制): 
1111 1101 , 1010 0101 , 1001 1011

F     D    ,                 A     5    ,       9     B   

反过来,当我们看到 FD时,如何迅速将它转换为二进制数呢? 
先转换F: 
看到F,我们需知道它是15(可能你还不熟悉A~F这五个数),然后15如何用8421凑呢?应该是8 + 4 + 2 + 1,所以四位全为1 :1111。 
接着转换 D: 
看到D,知道它是13,13如何用8421凑呢?应该是:8 + 2 + 1,即:1011。 
所以,FD转换为二进制数,为: 1111 1011

由于十六进制转换成二进制相当直接,所以,我们需要将一个十进制数转换成2进制数时,也可以先转换成16进制,然后再转换成2进制。 
比如,十进制数 1234转换成二制数,如果要一直除以2,直接得到2进制数,需要计算较多次数。所以我们可以先除以16,得到16进制数: 
被除数 计算过程 商 余数  
1234      1234/16   77     2  
77          77/16 4    13    (D)  
4            4/16          0       4  
结果16进制为: 0x4D2 
然后我们可直接写出0x4D2的二进制形式: 0100 1011 0010。 
其中对映关系为: 
0100 -- 4 
1011 -- D 
0010 -- 2 
同样,如果一个二进制数很长,我们需要将它转换成10进制数时,除了前面学过的方法是,我们还可以先将这个二进制转换成16进制,然后再转换为10进制。

下面举例一个int类型的二进制数: 
01101101 11100101 10101111 00011011 
我们按四位一组转换为16进制: 6D E5 AF 1B     

  

原码、反码、补码 

比如,假设有一 int 类型的数,值为5,那么,我们知道它在计算机中表示为: 
00000000 00000000 00000000 00000101 
5转换成二制是101,不过int类型的数占用4字节(32位),所以前面填了一堆0。 
现在想知道,-5在计算机中如何表示? 
在计算机中,负数以其正值的补码形式表达。 
什么叫补码呢?这得从原码,反码说起。 
原码:一个整数,按照绝对值大小转换成的二进制数,称为原码。 
比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原码。 
反码:将二进制数按位取反,所得的新二进制数称为原二进制数的反码。 
取反操作指:原为1,得0;原为0,得1。(1变0; 0变1) 
比如:将00000000 00000000 00000000 00000101每一位取反,得11111111 11111111 11111111 11111010。 
称:11111111 11111111 11111111 11111010 是 00000000 00000000 00000000 00000101 的反码。 
反码是相互的,所以也可称: 
11111111 11111111 11111111 11111010 和 00000000 00000000 00000000 00000101 互为反码。 
补码:反码加1称为补码。 
也就是说,要得到一个数的补码,先得到反码,然后将反码加上1,所得数称为补码。 
比如:00000000 00000000 00000000 00000101 的反码是:11111111 11111111 11111111 11111010。 
那么,补码为: 
11111111 11111111 11111111 11111010 + 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011 
所以,-5 在计算机中表达为:11111111 11111111 11111111 11111011。转换为十六进制:0xFFFFFFFB。

再举一例,我们来看整数-1在计算机中如何表示。 
假设这也是一个int类型,那么: 
1、先取1的原码:00000000 00000000 00000000 00000001 
2、得反码:      11111111 11111111 11111111 11111110 
3、得补码:      11111111 11111111 11111111 11111111 
可见,-1在计算机里用二进制表达就是全1。16进制为:0xFFFFFF。

小数要用乘法了,比如说0.2了,小数一般都是有精度要求的. 
现就6位精度的2进制转化做点说明. 
0.2*2(几进制就乘几,8进制就乘8)=0.4取小数点前的数字0 
0.4*2=0.8取0 
0.8*2=1.6取1(乘积大于1了就用小数点后面的数继续乘) 
0.6*2=1.2取1 
0.2*2=0.4取0 
0.4*2=0.8取0 
结果就是从上往下把取的数字排起来,即0.001100.

代码:《八进制转换为十进制》

#include "stdafx.h"
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<iostream>
using namespace std;
#define BIT_MASK(bit_pos) (0x01<<bit_pos)
int change(int val)
{
	int temp=0,result=0,index=0;
	while(val>0)
	{
		temp=val%10;
		val/=10;
		result+=temp*static_cast<int>(pow(8,index++));
	}
	return result;

}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int num;
	cout<<"Please input an oct number.(Besure the number you input is begin with a '0')"<<endl;
	cin>>num;
	cout<<change(num)<<endl;

	system("pause");
	return 0;
}

《X进制转换为十进制》

#include "stdafx.h"
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<iostream>
using namespace std;
#define BIT_MASK(bit_pos) (0x01<<bit_pos)
int change(int val,int x)
{
	int temp=0,result=0,index=0;
	while(val>0)
	{
		temp=val%10;
		val/=10;
		result+=temp*static_cast<int>(pow(x,index++));
	}
	return result;

}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int num,x;
	cout<<"输入转换进制(2,8,16),ctrl+z to end:";
	cin>>x;
	cout<<"Please input an oct number.(ctrl+z to end)"<<endl;
	cin>>num;

	cout<<x<<"进制数"<<num<<"转换成十进制是:"<<change(num,x)<<endl;

	system("pause");
	return 0;
}


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