在Python中对二进制、八进制和十六进制数字和字符串进行相互转换

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Python 可以将数字和字符串处理为二进制、八进制和十六进制的数字，以及通常的十进制数字。在它们之间进行转换也很容易。

在本节中，将对以下内容进行解释，并附有示例代码。

  • 用二进制、八进制和十六进制写整数。
  • 将数字转换成二进制、八进制和十六进制符号的字符串。
    • 内置函数bin(),oct(),hex()
    • 字串方法str.format(), 内置功能format(),f字符串
    • 将一个负整数转换为二补格式的字符串。
  • 将二进制、八进制和十六进制符号的字符串转换为数字。
    • 内置函数int()
  • 应用实例
    • 二进制字符串运算
    • 二进制、八进制和十六进制数字之间的转换

用二进制、八进制和十六进制写整数。

通过添加以下前缀，整数int的数字可以分别用二进制、八进制和十六进制书写。
你也可以使用大写字母。

  • 二进制数。0b或0B
  • 八进制。0o或0O
  • 十六进制数字。0x或0X

print()的输出将是十进制的符号。

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

即使有前缀，该类型也是一个整数int。

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'>

由于它是一个整数类型，它可以用于常规的算术运算。

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

从 Python 3.6 开始，可以在数字中插入下划线 _。重复下划线_将导致一个错误，但是只要不重复，你可以任意插入。

下划线_不影响数字，所以当有很多数字时，它可以作为分隔符使用。例如，每隔四位数字插入一个下划线_，就很容易阅读。

print(0b111111111111 == 0b1_1_1_1_1_1_1_1_1_1_1_1)
# True

bin_num = 0b1111_1111_1111
print(bin_num)
# 4095

将数字转换成二进制、八进制和十六进制符号的字符串。

要将一个数字转换成二进制、八进制或十六进制符号的字符串，请使用以下内置函数。

  • 内置函数bin(),oct(),hex()
  • 字串方法str.format(), 内置功能format(),f字符串

本节还解释了如何获得一个以二补格式表示的负值的字符串。

内置函数bin(), oct(), hex()。

以下内置函数可以将数字转换成二进制、八进制和十六进制字符串。

  • 二进制数。bin()
  • 八进制。oct()
  • 十六进制数字。hex()

每个人都返回一个带有以下前缀的字符串

  • 二进制数。0b
  • 八进制。0o
  • 十六进制数字。0x
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'>

如果你不需要前缀，可以使用slice[2:]来提取后面的字符串，或者使用format()，接下来会解释。

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

如果你想把它转换成十进制的字符串，你可以使用str()。

print(str(i))
# 255

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

内置函数format()，字符串方法str.format()，f字符串

内置函数format()和字符串方法str.format()和f-string也可以将数字转换成二进制、八进制和十六进制的字符串。

通过指定format()的第二个参数如下，可以分别转换为二进制、八进制和十六进制的字符串。

  • 二进制数。b
  • 八进制。o
  • 十六进制数字。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'>

如果你想得到一个前缀为0b,0o,0x的字符串，请在格式化规范字符串中添加#。

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

也可以用任何数字来填写0。注意，在用前缀填写0时，还必须考虑到前缀的字符数（两个字符）。

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

字符串方法str.format()也可用于转换。

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

从Python 3.6开始，你也可以使用f字符串。f'xxx'

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

将一个负整数转换为二补格式的字符串。

当一个负整数用bin()或format()转换为二进制或十六进制字符串时，绝对值会有一个减号。

x = -9

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

在Python中，对负整数的位操作也是以二的补数形式进行的。因此，如果你想得到一个以二的补数形式表示的字符串，你可以用所需的最大位数进行位数逻辑OR&，如下所示。

  • 4bit:0b1111（=0xf）
  • 8bit:0xff
  • 16bit:0xffff
print(bin(x & 0xff))
print(format(x & 0xffff, 'x'))
# 0b11110111
# fff7

将二进制、八进制和十六进制符号的字符串转换为数字。

内置函数int()

要将二进制、八进制或十六进制的字符串转换成数字，请使用内置函数int()。

使用int(string, radix)，一个二进制、八进制、十六进制等的字符串str可以根据小数点转换为数字int。如果省略了小数点，数字就被认为是十进制。

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'>

如果弧度设置为0，则根据以下字符串前缀进行转换。

  • 二进制前缀。0b或0B
  • 八进制前缀。0o或0O
  • 十六进制的前缀。0x或0X
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

如果基数是0并且没有前缀，它将被转换为十进制数，但要注意，如果开头（左边）填的是0，将发生错误。

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

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

在其他情况下，零填充的字符串可以原样转换。

print(int('010'))
# 10

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

如果字符串不能用指定的弧度或前缀进行转换，就会发生错误。

# 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'

应用实例

二进制字符串运算

例如，要对一个前缀为0b的二进制符号的字符串进行操作。

你可以很容易地将其转换为数字值（整数类型int），对其进行操作，然后再次将其转换为字符串str。

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

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

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

二进制、八进制和十六进制数字之间的转换

将二进制、八进制和十六进制的字符串相互转换也很容易。一旦转换为数字int，就可以转换为任何格式的字符串。

零填充、前缀等可由格式化规范字符串控制。

a_0b = '0b1110001010011'

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

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