Python перевести системы счисления

Перевод чисел в Python

В данной статье мы рассмотрим встроенные функции языка программирования Python по переводу чисел в различные системы счисления. А так же напишем универсальную функцию по переводу десятичных чисел в другие системы счисления.

Перевод чисел из десятичной системы счисления
Для перевода числа из десятичной системы счисления в двоичную можно воспользоваться оператором bin(). В качестве аргумента нужно передать значение в виде числа, а оператор вернет строку с двоичным числом. У результата также будет префикс 0b, указывающий на основание системы счисления.

number = 123 result = bin(number) print(result)

Для перевода в восьмеричную систему счисления есть оператор oct(). Он также возвращает строку с восьмеричным числом и префиксом 0o.

number = 123 result = oct(number) print(result)

При переводе в шестнадцатеричную систему счисления воспользуемся оператором hex(). Он вернет строку шестнадцатеричным числом и префиксом 0x

number = 123 result = hex(number) print(result)

Если же вам не нужен префикс у результата перевода, то всегда можно взять срез у полученной строки.

print(bin(123)[2:]) print(oct(123)[2:]) print(hex(123)[2:])

Так же выводить числа в других системах счисления можно используя f-строки и формат вывода. Для этого в строке, через символ : указываем буквы b – для двоичной, o – для восьмеричной и x – для шестнадцатеричной системы счисления.

n = 1984 print(f'Двоичное: ') print(f'Восьмеричное: ') print(f'Шестнадцатеричное: ')

Двоичное: 11111000000 Восьмеричное: 3700 Шестнадцатеричное: 7c0

А теперь напишем универсальную функцию convert_to() по переводу чисел из десятичной системы счисления в систему счисления в любым основанием. Наша функция будет ограничена только наличием символов в переводимой системе счисления.
Данная функция принимает три аргумента, два из которых обязательные. Это десятичное целое число number и основание переводимой системы счисления base. Третий аргумент upper служит для указания регистра вывода строки переведенного числа. По умолчанию он установлен в значение False.

def convert_to(number, base, upper=False): digits = '0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz' if base > len(digits): return None result = '' while number > 0: result = digits[number % base] + result number //= base return result.upper() if upper else result

Во второй строке мы задаем переменную digits, содержащую набор символов цифр и букв английского языка. Она нам понадобится для составления символов переведенного числа на основании остатков.
В третьей строке мы проверяем основание переданной системы счисления на его длину. Если основание окажется больше, чем количество символов в нашей строке digits, то мы прекращаем выполнение функции через вызов оператора return и возвращаем None. Это такая своеобразная защита функции от неправильно переданных аргументов. Если мы попробуем перевести число в большую систему счисления по основанию, чем у нас есть символов для его записи, то мы его не сможем записать.
Дальше заведем переменную result для хранения результата работы функции и зададим ей значение в виде пустой строки. Теперь с помощью цикла с условием будем находить остаток от деления числа number на основание base, а также уменьшать number в base раз используя целочисленное деление.
Остаток от деления числа на основание переводимой системы счисления мы будем использовать как индекс для получения символа в строке digits и добавлять его к результату result. Добавлять это значение следует слева, т.к. самый первый остаток является самым правым разрядом. Цикл выполняется до тех пор, пока исходное значение переменной number больше нуля.
После завершения цикла мы вернем результат через вызов return. Для этого воспользуемся тернарным оператором и проверим наш третий аргумент. Если он будет в значении True, то для строки result вызовем строкой метод .upper() который заменит все прописные символы английского языка на строчные. Иначе, вернем результат как есть.

А теперь проверим работу нашей функции. Для этого попробуем перевести числа в 2ю, 8ю, 16ю, 32ю и 64ю системы счисления. Для перевода в 32ю систему счисления мы укажем третий необязательный аргумент upper и зададим ему значение True.

print(convert_to(123, 2)) print(convert_to(123, 8)) print(convert_to(123, 16)) print(convert_to(123, 32, upper=True)) print(convert_to(123, 64))

Перевод чисел в десятичную систему счисления
Для обратного перевода в десятичную систему счисления мы будем использовать оператор int(). Для этого передадим ему два аргумента, первый – это строка с числом в какой-то системе счисления, а второй – это основание системы счисления самого числа. По умолчанию для этого необязательного аргумента стоит значение равное 10.
В качестве самого числа нужно обязательно передать строку. Строка может содержать или само число или число с префиксом системы счисления.
Для перевода из двоичной системы счисления:

number = '11001' result = int(number, 2) print(result)

number = '0b11001' result = int(number, 2) print(result)

Для перевода из восьмеричной системы счисления:

Источник

Как перевести число из десятичной системы счисления в двоичную в Python

Введение в перевод чисел в различные системы счисления

Числа в компьютерной науке и программировании представляются в различных системах счисления, таких как двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная. Понимание, как переводить числа из одной системы счисления в другую, является важным навыком при работе с программами и алгоритмами.

Перевод чисел из десятичной системы счисления в другие системы является одной из наиболее распространенных операций. В данной статье мы сосредоточимся на переводе чисел из десятичной системы в двоичную систему счисления.

Десятичная система счисления, или основание 10, является наиболее распространенной системой счисления в повседневной жизни. В ней используются цифры от 0 до 9, а каждая позиция числа имеет вес, увеличивающийся в 10 раз с каждой следующей позицией. Например, число 357 в десятичной системе счисления представляет собой 3 * 10 2 + 5 * 10 1 + 7 * 10 0 .

Двоичная система счисления, или основание 2, использует всего две цифры — 0 и 1. Каждая позиция числа в двоичной системе имеет вес, увеличивающийся в 2 раза с каждой следующей позицией. Например, число 101 в двоичной системе счисления представляет собой 1 * 2 2 + 0 * 2 1 + 1 * 2 0 , что равно 5 в десятичной системе.

Перевод чисел из десятичной системы в двоичную систему может быть полезным при работе с битовыми операциями, компьютерными сетями, шифрованием и другими аспектами программирования.

В следующих разделах мы рассмотрим различные методы и алгоритмы перевода чисел из десятичной системы в двоичную систему счисления. Это поможет нам лучше понять процесс перевода и научиться применять его в наших программных проектах.

Основы двоичной системы счисления

Двоичная система счисления является основой для работы с компьютерами, так как вся информация в компьютерах представлена в виде двоичных чисел — наборов из нулей (0) и единиц (1). В данном разделе мы познакомимся с основами двоичной системы и ее структурой.

Двоичная система счисления основана на позиционной системе, где каждая позиция числа имеет определенный вес, увеличивающийся вдвое с каждым следующим разрядом. В двоичной системе счисления используются всего две цифры: 0 и 1.

Позиции чисел в двоичной системе называются разрядами. Начиная с самого правого разряда, позиции имеют веса, соответствующие степеням числа 2. Например, в двоичной системе число «101» можно разложить следующим образом: 1 * 2 2 + 0 * 2 1 + 1 * 2 0 = 4 + 0 + 1 = 5.

Когда мы работаем с двоичными числами, мы можем заметить некоторые особенности. Например, число, оканчивающееся на ноль, всегда будет кратным 2. Каждый разряд числа может быть либо нулем, либо единицей. При увеличении числа на единицу в двоичной системе, мы изменяем только самый правый разряд. Если все разряды числа равны единице и мы добавляем единицу, то получим новое число, состоящее из всех нулей с одной единицей в более старшем разряде. Это называется переполнением.

Понимание основ двоичной системы счисления важно при работе с компьютерами и программированием. Оно помогает нам понять внутреннее представление данных, выполнение битовых операций, работу с памятью и другие аспекты компьютерной науки.

Математический подход к переводу числа из десятичной системы в двоичную

Перевод числа из десятичной системы счисления в двоичную можно выполнить с помощью математического подхода. Этот метод основан на последовательном делении числа на 2 и записи остатков в обратном порядке.

Вот шаги для перевода числа из десятичной системы в двоичную с использованием математического подхода:

1. Начните с десятичного числа, которое вы хотите перевести в двоичную систему.
2. Разделите это число на 2 и запишите остаток.
3. Результат деления становится новым числом, и процесс повторяется до тех пор, пока результат деления не станет равным нулю.
4. Запишите остатки от каждого деления в обратном порядке. Это будет двоичное представление исходного числа.

Давайте рассмотрим пример для наглядности. Переведем число 25 из десятичной системы в двоичную:

• Шаг 1: 25 / 2 = 12 с остатком 1
• Шаг 2: 12 / 2 = 6 с остатком 0
• Шаг 3: 6 / 2 = 3 с остатком 0
• Шаг 4: 3 / 2 = 1 с остатком 1
• Шаг 5: 1 / 2 = 0 с остатком 1

Теперь запишем остатки в обратном порядке: 11001. Полученное число 11001 является двоичным представлением числа 25.

В Python можно использовать цикл и операторы деления и остатка для реализации этого математического подхода. Мы также можем использовать строковые операции для записи остатков и получения окончательного двоичного числа.

Математический подход к переводу чисел из десятичной системы в двоичную является фундаментальным и полезным при работе с двоичными данными. Он может быть расширен для перевода чисел в другие системы счисления, такие как восьмеричная или шестнадцатеричная, и помогает понять внутреннее представление чисел в компьютерных системах.

Использование встроенных функций Python для перевода чисел в двоичную систему

Python предоставляет удобные встроенные функции для выполнения преобразований чисел из десятичной системы счисления в двоичную. Эти функции позволяют нам легко и эффективно выполнять перевод без необходимости реализации алгоритма вручную.

Функция bin()

Функция bin() используется для получения двоичного представления числа в виде строки. Она принимает десятичное число в качестве аргумента и возвращает его двоичное представление. Например:

decimal_num = 25 binary_num = bin(decimal_num) print(binary_num) # '0b11001'

Обратите внимание, что результатом будет строка, начинающаяся с префикса ‘0b’, который указывает на двоичное представление.

Метод format()

Метод format() может использоваться для форматирования числа в двоичную систему счисления. Он позволяет задавать формат числа, включая систему счисления. Для перевода числа в двоичную систему счисления мы можем использовать формат ‘b’. Пример использования метода format() для перевода числа в двоичную систему:

decimal_num = 25 binary_num = format(decimal_num, 'b') print(binary_num) # '11001'

Здесь мы передаем десятичное число и формат ‘b’ в качестве аргументов метода format(), что приводит к его представлению в двоичной системе счисления.

Оба этих подхода предоставляют удобные и простые способы перевода чисел из десятичной системы в двоичную в Python. Выбор конкретного метода зависит от ваших предпочтений и требований конкретной задачи.

Ручная реализация алгоритма перевода в двоичную систему в Python

Перевод числа из десятичной системы счисления в двоичную можно выполнить вручную, следуя простому алгоритму. Алгоритм основан на делении числа на 2 и записи остатков в обратном порядке.

1. Инициализируйте пустую строку (или список) для записи двоичного представления числа.
2. Делите исходное число на 2 и запоминайте остаток от деления.
3. Делите полученное частное на 2 и снова запоминайте остаток.
4. Продолжайте делить полученные частные на 2 и запоминать остатки до тех пор, пока частное не станет равным 0.
5. Запишите все запомненные остатки в обратном порядке — это будет двоичное представление числа.

Пример реализации алгоритма в Python:

decimal_num = 42 binary = "" while decimal_num > 0: remainder = decimal_num % 2 binary = str(remainder) + binary decimal_num = decimal_num // 2 print(binary)

В этом примере мы выполняем перевод числа 42 из десятичной системы в двоичную. Мы инициализируем пустую строку binary для записи двоичного представления числа. Затем мы выполняем деление числа на 2 и запоминаем остаток. Полученный остаток добавляем в начало строки binary . Затем мы делим частное на 2 и повторяем процесс до тех пор, пока частное не станет равным 0. Наконец, мы выводим полученное двоичное представление числа.

Ручная реализация алгоритма позволяет нам лучше понять процесс перевода чисел в двоичную систему и может быть полезна при работе с другими системами счисления или при необходимости настроить алгоритм под специфические требования.

Источник