十进制转二进制
一、除数留余法:
用2整除十进制整数,可以得到一个商和余数,再用2去除商,又会得到一个商和余数,如此进行,直到商为小于1时为止,然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位,后得到的余数作为二进制数的高位有效位,依次排列起来。
代码实现如下:
public static void tenToBin(int num) {
//取num的绝对值
int absNum = Math.abs(num);
//假设我们要得到一个32位的二进制数
int[] bins = new int[32];
//不停的循环上述算法过程
for(int i = 0; absNum > 0; i++) {
bins[i] = absNum % 2;
absNum /= 2;
}
//判断一下num是否是负数
//如果是负数还需要进行取反、最低位+1操作(负数以补码表示)
if (num < 0) {
//首先对所有非符号位取反
for(int i = 0; i < 31; i++) {
bins[i] = bins[i] == 0 ? 1 : 0;
}
//之后在最低位加1
for(int i = 0; i < 31; i++) {
if (bins[i] == 0) {
bins[i] = 1;
break;
}else {
bins[i] = 0;
}
}
//最高位置1,表示负数
bins[bins.length - 1] = 1;
}
//将数组倒过来,所有的元素拼接在一起就是最终的结果了
StringBuilder sBuilder = new StringBuilder();
for(int i = bins.length - 1; i >= 0; i--) {
sBuilder.append(bins[i]);
}
System.out.println(sBuilder);
}
需要注意的是 :
1.基于上述的这种实现思想(除数取余),对于任意十进制正整数转换到任何进制(比如三进制、八进制、十六进制等等)都是通用的
2.而对于任意十进制负整数转换到其它进制,需要先将其转换为二进制(补码形式),再由该补码转换为我们想要的进制。
下面举个简单的例子:
假如我们要获得 -5 的十六进制表示,那么步骤如下:
1). 获取 - 5 的二进制原码表示: 10000000 00000000 00000000 00000101
2). 取反后最低位+1,获取 -5 的补码表示 11111111 11111111 11111111 11111011
3). 之后由该补码,获得十六进制的表示 : 0xFFFFFFFB
二、移位运算法
public static void tenToBin(int num) {
StringBuilder sBuilder = new StringBuilder();
//假设我们要得到一个32位的二进制数
for (int i = 0; i < 32; i++){
//与 1 执行按位与运算,其目的就是对2求余
sBuilder.append(num & 1);
//采用无符号右移来实现除法
//这样既保证了符号位参与运算,又借助了移位运算速度优于除法速度这一优势
num = num >>> 1;
}
//记得翻转啊
System.out.println(sBuilder.reverse());
}
上述的移位运算代码不难理解,但有两点值得我们去注意一下
第一点:由于是移位运算,所以上述代码只适用于十进制转换为二进制,不像第一种除数留余法那样更具有普适性。
第二点:采用无符号右移,保证了符号位参与运算,使得我们不必像第一种实现方法里那样针对负数,不得不自己实现补码的运算。
三、借助JDK
1.三个特定的进制转换函数:
1)public static String toBinaryString(int i) : 将十进制数转换为二进制数表示
2)public static String toOctalString(int i) : 将十进制数转换为八进制数表示
3)public static String toHexString(int i) : 将十进制数转换为十六进制数表示
注意:上述三个Integer的静态方法传入负数时会返回补码表示
使用示例:
public static void main(String[] args) {
System.out.println("-5的二进制表示:" + Integer.toBinaryString(-5));
System.out.println("-5的八进制表示:" + Integer.toOctalString(-5));
System.out.println("-5的十六进制表示:" + Integer.toHexString(-5));
}
打印结果:
-5的二进制表示:11111111111111111111111111111011
-5的八进制表示:37777777773
-5的十六进制表示:fffffffb
再额外介绍两个方法:
- public static String toString(int i,int radix):将十进制的数转化成指定进制数的字符串形式;radix参数指进制数;
- public static int parseInt(String s,inr radix)::将指定进制数转化成十进制数;参数s表示进制数的字符串形式;参数radix表示该字符串是什么进制数;我们常用的Integer.parseInt(s)其实就是Integer.parseInt(s,10)
第一个方法需要注意一下:
传入负数时返回的不是补码,详情见下面打印输出结果
使用示例:
public static void main(String[] args) {
System.out.println("-2的二进制表示:" + Integer.toString(-2,2));
System.out.println("二进制数0010的十进制表示:" + Integer.parseInt("0010",2));
}
打印结果:
-2的二进制表示:-10
二进制数0010的十进制表示:2