แปลงเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสิบหกและสตริงเป็นและจากกันใน Python

Python สามารถจัดการตัวเลขและสตริงเป็นเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสิบหก เช่นเดียวกับตัวเลขทศนิยมปกติ นอกจากนี้ยังง่ายต่อการแปลงระหว่างพวกเขา

ในส่วนนี้ จะอธิบายเนื้อหาต่อไปนี้พร้อมกับโค้ดตัวอย่าง

• เขียนจำนวนเต็มเป็นเลขฐานสอง ฐานแปด และเลขฐานสิบหก
• แปลงตัวเลขเป็นสตริงในรูปแบบไบนารี ฐานแปด และฐานสิบหก
  • ฟังก์ชันในตัว (เช่น ในภาษาโปรแกรม)bin(),oct(),hex()
  • วิธีสตริงstr.format(), ฟังก์ชั่นในตัวformat(), เอฟสตริง
  • แปลงจำนวนเต็มลบเป็นสตริงในรูปแบบเสริมของสอง
• แปลงสตริงในรูปแบบไบนารี ฐานแปด และฐานสิบหกเป็นตัวเลข
  • ฟังก์ชันในตัว (เช่น ในภาษาโปรแกรม)int()
• ตัวอย่างการสมัคร
  • เลขคณิตสตริงไบนารี
  • แปลงระหว่างเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสิบหก

เขียนจำนวนเต็มเป็นเลขฐานสอง ฐานแปด และเลขฐานสิบหก

โดยการเพิ่มคำนำหน้าต่อไปนี้ จำนวนเต็มจำนวนเต็มสามารถเขียนเป็นเลขฐานสอง ฐานแปด และเลขฐานสิบหกตามลำดับ
คุณยังสามารถใช้อักษรตัวพิมพ์ใหญ่ได้

• เลขฐานสอง:0bหรือ0B
• เลขฐานแปด:0oหรือ0O
• เลขฐานสิบหก:0xหรือ0X

ผลลัพธ์ของ print() จะอยู่ในรูปแบบทศนิยม

bin_num = 0b10
oct_num = 0o10
hex_num = 0x10

print(bin_num)
print(oct_num)
print(hex_num)
# 2
# 8
# 16

Bin_num = 0B10
Oct_num = 0O10
Hex_num = 0X10

print(Bin_num)
print(Oct_num)
print(Hex_num)
# 2
# 8
# 16

แม้ว่าจะมีคำนำหน้า แต่ประเภทก็ยังเป็นจำนวนเต็ม

print(type(bin_num))
print(type(oct_num))
print(type(hex_num))
# <class 'int'>
# <class 'int'>
# <class 'int'>

print(type(Bin_num))
print(type(Oct_num))
print(type(Hex_num))
# <class 'int'>
# <class 'int'>
# <class 'int'>

เนื่องจากเป็นประเภทจำนวนเต็ม จึงสามารถใช้สำหรับการดำเนินการเลขคณิตปกติได้

result = 0b10 * 0o10 + 0x10
print(result)
# 32

เริ่มต้นด้วย Python 3.6 เป็นไปได้ที่จะแทรกขีดล่าง _ เป็นตัวเลข การขีดล่างซ้ำ _ จะทำให้เกิดข้อผิดพลาด แต่คุณสามารถแทรกได้มากเท่าที่ต้องการ ตราบใดที่คุณไม่ทำซ้ำ

ขีดล่าง _ ไม่มีผลกับตัวเลข ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นตัวคั่นได้เมื่อมีตัวเลขหลายหลัก ตัวอย่างเช่น การแทรกขีดล่าง _ ทุกๆ สี่หลักนั้นง่ายต่อการอ่าน

print(0b111111111111 == 0b1_1_1_1_1_1_1_1_1_1_1_1)
# True

bin_num = 0b1111_1111_1111
print(bin_num)
# 4095

แปลงตัวเลขเป็นสตริงในรูปแบบไบนารี ฐานแปด และฐานสิบหก

ในการแปลงตัวเลขเป็นสตริงในรูปแบบไบนารี ฐานแปด หรือฐานสิบหก ให้ใช้ฟังก์ชันในตัวต่อไปนี้

• ฟังก์ชันในตัว (เช่น ในภาษาโปรแกรม)bin(),oct(),hex()
• วิธีสตริงstr.format(), ฟังก์ชั่นในตัวformat(), เอฟสตริง

ส่วนนี้ยังอธิบายวิธีรับสตริงที่แสดงในรูปแบบเสริมของสองค่าสำหรับค่าลบ

ฟังก์ชันในตัว bin(), oct(), hex()

ฟังก์ชันในตัวต่อไปนี้สามารถแปลงตัวเลขเป็นสตริงไบนารี ฐานแปด และเลขฐานสิบหก

• เลขฐานสอง:bin()
• เลขฐานแปด:oct()
• เลขฐานสิบหก:hex()

แต่ละรายการส่งคืนสตริงที่มีคำนำหน้าต่อไปนี้

• เลขฐานสอง:0b
• เลขฐานแปด:0o
• เลขฐานสิบหก:0x

• bin() — Built-in Functions — Python 3.10.0 Documentation
• oct() — Built-in Functions — Python 3.10.0 Documentation
• hex() — Built-in Functions — Python 3.10.0 Documentation

i = 255

print(bin(i))
print(oct(i))
print(hex(i))
# 0b11111111
# 0o377
# 0xff

print(type(bin(i)))
print(type(oct(i)))
print(type(hex(i)))
# <class 'str'>
# <class 'str'>
# <class 'str'>

หากคุณไม่ต้องการคำนำหน้า ให้ใช้ slice[2:] เพื่อแยกสตริงที่อยู่ด้านหลัง หรือใช้ format() ตามที่อธิบายต่อไป

print(bin(i)[2:])
print(oct(i)[2:])
print(hex(i)[2:])
# 11111111
# 377
# ff

หากคุณต้องการแปลงเป็นสตริงทศนิยม คุณสามารถใช้ str()

• str() — Built-in Functions — Python 3.10.0 Documentation

print(str(i))
# 255

print(type(str(i)))
# <class 'str'>

รูปแบบฟังก์ชันในตัว (), วิธีสตริง str.format (), f string

ฟังก์ชัน format() ในตัวและเมธอดสตริง str.format() และ f-string ยังสามารถแปลงตัวเลขเป็นสตริงไบนารี ฐานแปด และเลขฐานสิบหก

• format() — Built-in Functions — Python 3.10.0 Documentation

โดยการระบุอาร์กิวเมนต์ที่สองของ format() ดังต่อไปนี้ สามารถแปลงเป็นสตริงไบนารี ฐานแปด และเลขฐานสิบหกตามลำดับ

• เลขฐานสอง:b
• เลขฐานแปด:o
• เลขฐานสิบหก:x

print(format(i, 'b'))
print(format(i, 'o'))
print(format(i, 'x'))
# 11111111
# 377
# ff

print(type(format(i, 'b')))
print(type(format(i, 'o')))
print(type(format(i, 'x')))
# <class 'str'>
# <class 'str'>
# <class 'str'>

หากคุณต้องการรับสตริงที่มีคำนำหน้า 0b,0o,0x ให้เพิ่ม # ในสตริงข้อกำหนดการจัดรูปแบบ

print(format(i, '#b'))
print(format(i, '#o'))
print(format(i, '#x'))
# 0b11111111
# 0o377
# 0xff

นอกจากนี้ยังสามารถเติม 0 ด้วยตัวเลขจำนวนเท่าใดก็ได้ โปรดทราบว่าต้องคำนึงถึงจำนวนอักขระสำหรับคำนำหน้า (อักขระสองตัว) เมื่อเติมเลขศูนย์ด้วยคำนำหน้า

print(format(i, '08b'))
print(format(i, '08o'))
print(format(i, '08x'))
# 11111111
# 00000377
# 000000ff

print(format(i, '#010b'))
print(format(i, '#010o'))
print(format(i, '#010x'))
# 0b11111111
# 0o00000377
# 0x000000ff

วิธีสตริง str.format() สามารถใช้สำหรับการแปลงได้เช่นกัน

• str.format() — Built-in Functions — Python 3.10.0 Documentation

print('{:08b}'.format(i))
print('{:08o}'.format(i))
print('{:08x}'.format(i))
# 11111111
# 00000377
# 000000ff

เริ่มต้นด้วย Python 3.6 คุณสามารถใช้สตริง f ได้f'xxx'

print(f'{i:08b}')
print(f'{i:08o}')
print(f'{i:08x}')
# 11111111
# 00000377
# 000000ff

แปลงจำนวนเต็มลบเป็นสตริงในรูปแบบเสริมของสอง

เมื่อจำนวนเต็มลบถูกแปลงเป็นสตริงไบนารีหรือเลขฐานสิบหกโดยใช้ bin() หรือ format() ค่าสัมบูรณ์จะมีเครื่องหมายลบ

x = -9

print(x)
print(bin(x))
# -9
# -0b1001

ใน Python การดำเนินการระดับบิตกับจำนวนเต็มลบจะถูกดำเนินการในการแทนค่าของสองส่วนเสริม ดังนั้น หากคุณต้องการรับสตริงที่แสดงในรูปแบบเสริมของสอง คุณสามารถใช้ตรรกะเชิงตรรกะระดับบิต OR& โดยมีจำนวนบิตสูงสุดที่ต้องการดังนี้

• 4bit:0b1111（=0xf）
• 8bit:0xff
• 16bit:0xffff

print(bin(x & 0xff))
print(format(x & 0xffff, 'x'))
# 0b11110111
# fff7

แปลงสตริงในรูปแบบไบนารี ฐานแปด และฐานสิบหกเป็นตัวเลข

ฟังก์ชันในตัว int()

ในการแปลงสตริงในรูปแบบไบนารี ฐานแปด หรือฐานสิบหกเป็นตัวเลข ให้ใช้ฟังก์ชันในตัว int()

• int() — Built-in Functions — Python 3.10.0 Documentation

ด้วย int(string, radix) สตริง str ในรูปแบบไบนารี ฐานแปด เลขฐานสิบหก ฯลฯ สามารถแปลงเป็น int ที่เป็นตัวเลขตามฐานได้ หากไม่ใส่ฐาน จะถือว่าตัวเลขนั้นเป็นทศนิยม

print(int('10'))
print(int('10', 2))
print(int('10', 8))
print(int('10', 16))
# 10
# 2
# 8
# 16

print(type(int('10')))
print(type(int('10', 2)))
print(type(int('10', 8)))
print(type(int('10', 16)))
# <class 'int'>
# <class 'int'>
# <class 'int'>
# <class 'int'>

หากตั้งค่าฐานเป็น 0 การแปลงจะดำเนินการตามคำนำหน้าสตริงต่อไปนี้

• คำนำหน้าไบนารี:0bหรือ0B
• คำนำหน้าเลขฐานแปด:0oหรือ0O
• คำนำหน้าเลขฐานสิบหก:0xหรือ0X

print(int('0b10', 0))
print(int('0o10', 0))
print(int('0x10', 0))
# 2
# 8
# 16

print(int('0B10', 0))
print(int('0O10', 0))
print(int('0X10', 0))
# 2
# 8
# 16

หากเลขฐานเป็น 0 และไม่มีส่วนนำหน้า จะถูกแปลงเป็นเลขฐานสิบ แต่โปรดทราบว่าหากเติม 0 ที่จุดเริ่มต้น (ด้านซ้าย) ด้วย 0 จะเกิดข้อผิดพลาดขึ้น

print(int('10', 0))
# 10

# print(int('010', 0))
# ValueError: invalid literal for int() with base 0: '010'

ในกรณีอื่นๆ สามารถแปลงสตริงที่ไม่มีค่าเป็นศูนย์ได้ตามที่เป็นอยู่

print(int('010'))
# 10

print(int('00ff', 16))
print(int('0x00ff', 0))
# 255
# 255

หากไม่สามารถแปลงสตริงด้วยฐานหรือคำนำหน้าที่ระบุได้ จะเกิดข้อผิดพลาดขึ้น

# print(int('ff', 2))
# ValueError: invalid literal for int() with base 2: 'ff'

# print(int('0a10', 0))
# ValueError: invalid literal for int() with base 0: '0a10'

# print(int('0bff', 0))
# ValueError: invalid literal for int() with base 0: '0bff'

ตัวอย่างการสมัคร

เลขคณิตสตริงไบนารี

ตัวอย่างเช่น เมื่อต้องการดำเนินการกับสตริงในรูปแบบไบนารีที่มีคำนำหน้า 0b

คุณสามารถแปลงเป็นค่าตัวเลขได้อย่างง่ายดาย (ชนิดจำนวนเต็ม int) ดำเนินการกับค่านั้น จากนั้นแปลงกลับเป็นสตริง str อีกครั้ง

a = '0b1001'
b = '0b0011'

c = int(a, 0) + int(b, 0)

print(c)
print(bin(c))
# 12
# 0b1100

แปลงระหว่างเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสิบหก

นอกจากนี้ยังง่ายต่อการแปลงสตริงไบนารี ฐานแปด และฐานสิบหกให้เป็นสตริงอื่น เมื่อแปลงเป็น int ที่เป็นตัวเลขแล้ว จะสามารถแปลงเป็นสตริงในรูปแบบใดก็ได้

การเติมศูนย์ การเติมคำนำหน้า ฯลฯ สามารถควบคุมได้โดยสตริงข้อกำหนดการจัดรูปแบบ

a_0b = '0b1110001010011'

print(format(int(a, 0), '#010x'))
# 0x00000009

print(format(int(a, 0), '#010o'))
# 0o00000011