Binære tall i Python

En teknikk for tallrepresentasjon er det binære tallsystemet. Det brukes først og fremst i digitale datamaskiner eller systemer. Enhver enhet med bare to mulige driftstilstander eller forhold kan representere de binære mengdene som er representert av binære systemer. En bryter, for eksempel, har ganske enkelt to tilstander: av eller på. For å jobbe med binære tall i Python, kan vi bruke den grunnleggende tilnærmingen og de innebygde funksjonene levert av Python, slik at vi kan konvertere de binære tallene til forskjellige tallsystemer i henhold til deres krav. For eksempel kan de binære verdiene konverteres til desimaltall og omvendt så vel som til oktaltallsystemet. Normalt kan vi representere et binært system ved hjelp av 0 eller 1 -sifrene. Det binære tallsystemets radiks, som vi også kan referere til som base, er 2. I denne opplæringen vil vi lære deg bruk og arbeid med binære tall i Python.

Bruk av binære tall

Dataprogrammeringsspråk bruker det binære tallsystemet som er nyttig i digital koding og er spesielt verdifull innen datateknologi. Binære tall kan også brukes i boolsk algebra som ofte brukes i programmering.

Fordeler og ulemper med det binære tallsystemet

Den grunnleggende fordelen med å bruke et binært tallsystem er at det gir en lettfulle representantbase for elektronisk utstyr. De binære tallene er veldig enkle å bruke mens du koder, krever færre beregninger og har lavere beregningsfeilrater. Fordi det er så mange flere binære sifre enn det er tilsvarende desimalsifre, er binære tall vanskelig for mennesker å forstå og skrive.

Hvordan konvertere int til binær i Python

Denne delen hjelper oss å forstå metoden for å konvertere INT til binær og forklarer også hvordan binære strenger lagres i datamaskiner. Deretter lærer vi fire forskjellige python -konverteringsteknikker for int til binær. Format () -funksjonen, F-Strings, Bin () -funksjonen og Python-implementeringen uten bruk av noen funksjoner er noen få eksempler som vi vil bruke til INT til binær konvertering.

For det første, forstå de binære strengene for heltall:

Desimalsystemet, som er det konvensjonelle heltallsystemet som vi alle er kjent med, inneholder ti forskjellige symboler siden det er basert på en base på ti. Disse symbolene, som representerer 0 til 9 sifrene, lar oss lage alle konvensjonelle tallkombinasjoner. I motsetning inneholder binære strenger bare to sifre for å uttrykke forskjellige heltall fordi de har en base på to.

Int til binær konvertering

La oss starte med å konvertere et heltall til en binær ved hjelp av søppelkassen ().

Konvertere int til binær ved hjelp av bin () -funksjonen

Bin () Python -funksjonen som står for “binær” gjør oss i stand til å gjøre et heltall til en binær streng som er prefiks av “0b”. Vi vil også se på konvertering av et heltall uten prefiks i en kommende seksjon.

Kode:

Heltall = 22
B = Bin (heltall)
trykk (b)

Produksjon:

Først oppretter vi en variabel og tildeler den en INT -verdi på 22. Ved å passere denne int -variabelen i søpla () returnerer funksjonen en binær streng “10110” med 0B -prefikset. Vi kan også bekrefte typen utgangsverdi ved hjelp av typen () -metoden.

Kode:

Heltall = 22
B = Bin (heltall)
Print (Type (B))

Produksjon:

La oss prøve å bruke Bin () for å konvertere et negativt heltall til en binær streng:

Kode:

neg = -20
B = Bin (neg)
trykk (b)

Produksjon:

Vi kan se at strengen vår også inneholder “-“ som indikerer at den returnerte binære strengen er en negativ verdi.

Konvertere int til binær ved hjelp av strengformateringen

Strengformatering kan brukes til å lage en binær streng fra et Python -heltall uten “0b” -prefikset. Vi kan definere de forskjellige formattypene for å sende inn verdiene ved å bruke Pythons strengformateringsfunksjonalitet. I dette tilfellet legger vi inn formatkoden “0: B” som gjør at vi kan konvertere int til binær.

La oss se hvordan vi kan bruke strengformateringen til å passere noen få heltallverdier, både positive og negative, for int til binær konvertering.

Kode:

POS = 45
neg = -45
pos_to_bin = '0: b'.Format (POS)
neg_to_bin = '0: b'.Format (neg)
print (f 'pos_to_bin =')
print (f 'neg_to_bin =')

Produksjon:

Som det kan sees, returnerte funksjonen den binære strengen uten “0b” -prefikset .

Konvertere int til binær ved hjelp av F-strenger

Strengformatering kan gjøres litt mer forståelig ved hjelp av Python F-strenger. De gjør oss også i stand til å formatere strengene våre på en måte som ligner konvensjonell strengformatering. F-strengene i Python er strenger som dannes ved å prefiksere strengen med enten en "F" eller "F". La oss se på hvordan Python F-strenger kan brukes til å forvandle et heltall til en binær streng.

Kode:

POS = 14
neg = -14
pos_binary = f 'pos: b'
neg_binary = f 'neg: b'
print (f 'pos_binary =')
print (f 'neg_binary =')

Produksjon:

Her kan vi observere at funksjonen med hell konverterte de gitte verdiene til binære strenger. Python F-strenger fungerer kanskje ikke i alle Python-versjoner, men de er enkle å bruke og forstå.

Du vil oppdage hvordan du kan forvandle en int til en binær streng ved hjelp av Python -format () -metoden i følgende avsnitt.

Konvertere int til binær ved hjelp av format () -metoden

Å bruke den innebygde format () -metoden er en annen måte å konvertere en Python Int til en binær streng. Verdi/int og en formatspesifikasjon kan legges inn til format () -metoden som argumenter. Siden vi ønsker å få en binær streng som et resultat, passerer vi et heltall og et format er spesifisert som "B".

Kode:

POS = 42
neg = -42
pos_binary = format (pos, 'b')
neg_binary = format (neg, 'b')
Print (POS_BINARY)
Print (neg_binary)

Produksjon:

Denne måten å konvertere Python int til streng er svært lesbar og enkel. Ved å spesifisere en type, forstår metoden at vi endrer en verdi til en annen.

Konvertere int til binær ved hjelp av vanlig python

Nå ser du hvordan du utfører Python -heltallet til strengkonvertering. En tilpasset funksjon opprettes for å oppnå dette, men du kan forstå hvordan konverteringen fungerer. Selv om du ikke trenger å gjøre dette i praksis, hvis du jobber som Python -utvikler, bør du være kjent med dette Int til binær konverteringsteknikk.

Kode:

def Inttobinary (int):
binary_str = "
mens (int> 0):
siffer = int % 2
binary_str += str (siffer)
int = int // 2
binary_str = binary_str [::-1]
Returner binær_str
Print (Inttobinary (18))

Produksjon:

Ulempen med å bruke denne funksjonen er at den bare fungerer for de positive INT -verdiene.

Vi har sett hvordan int kan konverteres til binær i Python. Vi kan også konvertere strengene til binære verdier ved hjelp av flere funksjoner.

Streng til binær konvertering

Her vil vi bruke Join (), Ord () og Format () -metoder for å konvertere en streng til binær. Tegnene i den medfølgende strengen blir konvertert til binær ved å bruke sine respektive ASCII -verdier.

La oss se på listen over funksjonene som vil bli brukt i følgende kode for strengen til binær konvertering

bli med(): For å opprette en enkelt enhet, tar det alle elementene/komponentene og blir med dem. Denne funksjonen blir sammen med alle tegn (inkludert hvite rom) av den spesifiserte strengen til en enkelt enhet.

Ord (): Denne metoden konverterer et tegn til den tilhørende Unicode -verdien.

format(): Gjennom punktdataformat lar det deg sammenkoble fragmentene av en streng med spesifiserte intervaller.

Nå konverterer vi den gitte strengen til binær ved hjelp av disse funksjonene:

Kode:

String = "We Love Python"
print ("spesifisert streng =", streng)
binær = ".Bli med (format (ord (x), '08b') for x i streng)
print ("binary =", binær)

Produksjon:

Først er strengen “We Love Python” erklært å bli konvertert til binær. Deretter trykket vi strengen for å vise den i utgangen. Format () -metoden ble deretter brukt ved bruk av ord () og “08B” -parametere for å konvertere hvert tegn på strengen til binær ved hjelp av en for en loop. Til slutt trykket vi den binære verdien som er lagret i "binær" -variabelen.

Konklusjon

I denne opplæringen utforsket vi først introduksjonen av det binære tallsystemet. Vi diskuterte noen anvendelser av binære tall sammen med deres fordeler og ulemper. Deretter diskuterte vi hvordan vi skal konvertere en int til binær ved hjelp av Python. Vi forklarte hvordan vi kan oppnå dette på en rekke måter, inkludert bruk av format () -funksjonen, F-Strings, Python Bin () -funksjonen og ved hjelp av vanlig Python. Vi implementerte også et eksempel for å vise hvordan strengene kan konverteres til binære.