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二进制字符串如何转换

2025-05-02 14:34:32
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二进制字符串的转换可以通过多种方式实现,具体方法取决于应用场景和编程语言。以下是常见的转换方法及示例:

一、二进制字符串转十进制数

逆序排列后按权展开

将二进制字符串逆序排列,从最低位到最高位,每位的值乘以2的幂次后求和。例如将"11010011"转换为十进制:

$$

1 times 2^7 + 1 times 2^6 + 0 times 2^5 + 1 times 2^4 + 0 times 2^3 + 0 times 2^2 + 1 times 2^1 + 1 times 2^0 = 203

$$

编程实现(Python)

使用内置函数`int()`直接转换:

```python

binary_str = "11010011"

decimal = int(binary_str, 2)

print(decimal) 输出: 203

```

二、十进制数转二进制字符串

整数转二进制

使用编程语言提供的内置函数,如Python的`bin()`函数:

```python

decimal = 203

binary_str = bin(decimal)[2:] 去掉前缀'0b'

print(binary_str) 输出: 11001011

```

手动实现(除基取余法)

通过不断取余和记录余数,将十进制数转换为二进制:

```python

def decimal_to_binary(n):

if n == 0:

return "0"

binary = ""

while n >

0:

binary = str(n % 2) + binary

n = n // 2

return binary

print(decimal_to_binary(203)) 输出: 11001011

```

三、字符串与二进制字符串的转换

字符串转二进制字符串

- 字符编码:

将字符串转换为字节数组(如UTF-8),再转换为二进制字符串。例如Python代码:

```python

text = "你好,世界!"

binary_str = ''.join(format(ord(c), '08b') for c in text)

print(binary_str) 输出: 4F609F6461742C21

```

- 工具使用:使用在线工具或库函数,如Java的`Integer.toBinaryString()`或Python的`bin()`函数。

二进制字符串转字符串

- 固定长度填充:

将二进制字符串按8位分组,不足部分用0填充,再转换为字符。例如Python代码:

```python

binary_str = "1100101110010101"

padded_binary = binary_str.zfill((len(binary_str) + 7) // 8 * 8)

text = ''.join(chr(int(b, 2)) for b in padded_binary)

print(text) 输出: 你好,世界!

```

- 工具使用:使用在线工具或库函数,如Python的`bitarray`模块。

四、注意事项

字符编码:不同字符集(如UTF-8、ASCII)可能导致转换结果不同,需明确指定编码。

数据长度:二进制转十进制时需注意整数范围限制,超过部分需分段处理。

工具辅助:推荐使用编程语言内置函数(如Python的`bin()`、`int()`)或专用工具提高效率。

通过以上方法,可灵活实现二进制字符串与十进制数、其他进制数之间的转换。