python 如何转换进制

Python可以通过使用内置函数和自定义函数来进行进制转换，包括十进制、二进制、八进制和十六进制转换。常用的方法包括：使用内置函数（如bin()、oct()、hex()）、使用int()函数将其他进制转换为十进制、使用格式化字符串进行转换。接下来，我们将详细探讨这些方法中的一种：使用内置函数进行进制转换。

使用内置函数进行进制转换是Python中最直接和方便的方法。这些函数包括bin()、oct()和hex()，分别用于将整数转换为二进制、八进制和十六进制字符串。对于从其他进制转换到十进制的操作，可以使用int()函数并指定基数。下面，我们将逐一介绍这些方法并提供示例。

一、使用内置函数进行进制转换

Python提供了一些内置函数，可以轻松地在不同进制之间进行转换。这些函数包括bin()、oct()、hex()，它们可以将十进制整数转换为对应的二进制、八进制和十六进制字符串。

1. 二进制转换

二进制转换在计算机科学中非常常见，Python提供了bin()函数来实现这一功能。bin()函数接受一个整数，并返回其对应的二进制表示形式，格式为字符串并以0b开头。

number = 42
binary = bin(number)
print(binary)  # 输出: 0b101010

在实际应用中，我们可能希望去掉0b前缀，这可以通过字符串切片来实现：

binary_without_prefix = bin(number)[2:]
print(binary_without_prefix)  # 输出: 101010

2. 八进制转换

八进制转换在某些低级编程中使用较多。Python的oct()函数用于将整数转换为八进制，结果以0o开头。

number = 42
octal = oct(number)
print(octal)  # 输出: 0o52

同样地，我们可以通过字符串切片来去掉0o前缀：

octal_without_prefix = oct(number)[2:]
print(octal_without_prefix)  # 输出: 52

3. 十六进制转换

十六进制广泛用于表示内存地址、RGB颜色等。Python提供了hex()函数来进行转换，结果以0x开头。

number = 42
hexadecimal = hex(number)
print(hexadecimal)  # 输出: 0x2a

去掉0x前缀的方法与之前相同：

hexadecimal_without_prefix = hex(number)[2:]
print(hexadecimal_without_prefix)  # 输出: 2a

二、将其他进制转换为十进制

使用int()函数可以将其他进制的数转换为十进制，这需要指定原始数据的基数。

1. 从二进制转换为十进制

binary = '101010'
decimal_from_binary = int(binary, 2)
print(decimal_from_binary)  # 输出: 42

2. 从八进制转换为十进制

octal = '52'
decimal_from_octal = int(octal, 8)
print(decimal_from_octal)  # 输出: 42

3. 从十六进制转换为十进制

hexadecimal = '2a'
decimal_from_hexadecimal = int(hexadecimal, 16)
print(decimal_from_hexadecimal)  # 输出: 42

三、使用格式化字符串进行进制转换

格式化字符串提供了一种优雅的方式来进行进制转换，特别是在需要输出格式化的字符串时。

1. 使用f-string进行转换

number = 42
binary = f'{number:b}'
octal = f'{number:o}'
hexadecimal = f'{number:x}'
print(binary)      # 输出: 101010
print(octal)       # 输出: 52
print(hexadecimal) # 输出: 2a

2. 使用format()方法进行转换

number = 42
binary = format(number, 'b')
octal = format(number, 'o')
hexadecimal = format(number, 'x')
print(binary)      # 输出: 101010
print(octal)       # 输出: 52
print(hexadecimal) # 输出: 2a

四、自定义函数实现进制转换

虽然内置函数已经足够强大，但在某些特定场合下，我们可能需要自定义函数来进行进制转换，以满足特殊需求。

1. 十进制转换为任意进制

可以通过递归或循环来实现十进制到任意进制的转换。下面是一个示例函数，它将十进制数转换为指定进制：

def decimal_to_base(n, base):
    if n < base:
        return str(n)
    else:
        return decimal_to_base(n // base, base) + str(n % base)
number = 42
base = 2
binary = decimal_to_base(number, base)
print(binary)  # 输出: 101010

2. 任意进制转换为十进制

我们也可以编写一个函数将任意进制的数转换为十进制：

def base_to_decimal(s, base):
    return int(s, base)
binary = '101010'
decimal = base_to_decimal(binary, 2)
print(decimal)  # 输出: 42

五、Python库支持的进制转换

除了内置函数和自定义函数，Python还提供了一些库来支持复杂的进制转换需求。

1. 使用`bitstring`库

bitstring库提供了一个强大的工具来处理位和字节，可以方便地进行进制转换。

pip install bitstring

from bitstring import BitArray
number = 42
a = BitArray(uint=number, length=8)
binary = a.bin
octal = a.oct
hexadecimal = a.hex
print(binary)      # 输出: 0b00101010
print(octal)       # 输出: 0o52
print(hexadecimal) # 输出: 0x2a

2. 使用`numpy`库

对于需要进行大量进制转换的场合，numpy库可以提供支持，特别是在处理数组和矩阵时。

pip install numpy

import numpy as np
number = np.array([42])
binary = np.binary_repr(number[0])
octal = np.base_repr(number[0], base=8)
hexadecimal = np.base_repr(number[0], base=16)
print(binary)      # 输出: 101010
print(octal)       # 输出: 52
print(hexadecimal) # 输出: 2a