十六进制数互相转换
二、十六进制数互相转换
2006年11月24日 星期五 22:01
二进制和十六进制的互相转换比较重要。不过这二者的转换却不用计算，每个C，C++程序员都能做到看见二进制数，直接就能转换为十六进制数，反之亦然。
我们也一样，只要学完这一小节，就能做到。
首先我们来看一个二进制数：1111，它是多少呢？
你可能还要这样计算：1 * 20 + 1 * 21 + 1 * 22 + 1 * 23 = 1 * 1 + 1 * 2 + 1 * 4 + 1 * 8 = 15。
然而，由于1111才4位，所以我们必须直接记住它每一位的权值，并且是从高位往低位记，：8、4、2、1。即，最高位的权值为23 ＝ 8，然后依次是 22 ＝4，21＝2， 20 ＝ 1。
记住8421，对于任意一个4位的二进制数，我们都可以很快算出它对应的10进制值。
下面列出四位二进制数 xxxx 所有可能的值（中间略过部分）
仅4位的2进制数 快速计算方法 十进制值 十六进值
1111 = 8 + 4 + 2 + 1 = 15 F
1110 = 8 + 4 + 2 + 0 = 14 E
1101 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13 D
1100 = 8 + 4 + 0 + 0 = 12 C
1011 = 8 + 4 + 0 + 1 = 11 B
1010 = 8 + 0 + 2 + 0 = 10 A
1001 = 8 + 0 + 0 + 1 = 10 9
....
0001 = 0 + 0 + 0 + 1 = 1 1
0000 = 0 + 0 + 0 + 0 = 0 0
二进制数要转换为十六进制，就是以4位一段，分别转换为十六进制。
如(上行为二制数，下面为对应的十六进制)：
1111 1101 ， 1010 0101 ， 1001 1011 F D ， A 5 ， 9 B
反过来，当我们看到 FD时，如何迅速将它转换为二进制数呢？
先转换F：
看到F，我们需知道它是15（可能你还不熟悉A～F这五个数），然后15如何用8421凑呢？应该是8 + 4 + 2 + 1，所以四位全为1 ：1111。
接着转换 D：
看到D，知道它是13，13如何用8421凑呢？应该是：8 + 2 + 1,即：1011。
所以,FD转换为二进制数，为： 1111 1011
由于十六进制转换成二进制相当直接，所以，我们需要将一个十进制数转换成2进制数时，也可以先转换成16进制，然后再转换成2进制。
比如，十进制数 1234转换成二制数，如果要一直除以2，直接得到2进制数，需要计算较多次数。所以我们可以先除以16，得到16进制数:
结果16进制为： 0x4D2
然后我们可直接写出0x4D2的二进制形式： 0100 1011 0010。
其中对映关系为：
0100 -- 4
1011 -- D
0010 -- 2
同样，如果一个二进制数很长，我们需要将它转换成10进制数时，除了前面学过的方法是，我们还可以先将这个二进制转换成16进制，然后再转换为10进制。
下面举例一个int类型的二进制数：01101101 11100101 10101111 00011011我们按四位一组转换为16进制： 6D E5 AF 1B
6.5 原码、反码、补码
结束了各种进制的转换，我们来谈谈另一个话题：原码、反码、补码。
我们已经知道计算机中，所有数据最终都是使用二进制数表达。
我们也已经学会如何将一个10进制数如何转换为二进制数。
不过，我们仍然没有学习一个负数如何用二进制表达。
比如，假设有一 int 类型的数，值为5，那么，我们知道它在计算机中表示为：
00000000 00000000 00000000 00000101 5转换成二制是101，不过int类型的数占用4字节（32位），所以前面填了一堆0。
现在想知道，-5在计算机中如何表示？
在计算机中，负数以其正值的补码形式表达。
什么叫补码呢？这得从原码，反码说起。
原码：一个整数，按照绝对值大小转换成的二进制数，称为原码。
比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原码。
反码：将二进制数按位取反，所得的新二进制数称为原二进制数的反码。
取反操作指：原为1，得0；原为0，得1。（1变0; 0变1）
比如：将00000000 00000000 00000000 00000101每一位取反，得11111111 11111111 11111111 11111010。
称：11111111 11111111 11111111 11111010 是 00000000 00000000 00000000 00000101 的反码。
反码是相互的，所以也可称：11111111 11111111 11111111 11111010和 00000000 00000000 00000000 00000101 互为反码。
补码：反码加1称为补码。
也就是说，要得到一个数的补码，先得到反码，然后将反码加上1，所得数称为补码。
比如：00000000 00000000 00000000 00000101 的反码是：11111111 11111111 11111111 11111010。
那么，补码为：
11111111 11111111 11111111 11111010 + 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011
所以，-5 在计算机中表达为：11111111 11111111 11111111 11111011。转换为十六进制：0xFFFFFFFB。
再举一例，我们来看整数-1在计算机中如何表示。
假设这也是一个int类型，那么：
1、先取1的原码：00000000 00000000 00000000 00000001
2、得反码： 11111111 11111111 11111111 11111110
3、得补码： 11111111 11111111 11111111 11111111
可见，－1在计算机里用二进制表达就是全1。16进制为：0xFFFFFF。
一切都是纸上说的……说－1在计算机里表达为0xFFFFFF，我能不能亲眼看一看呢？当然可以。利用C++ Builder的调试功能，我们可以看到每个变量的16进制值。
6.6 通过调试查看变量的值
下面我们来动手完成一个小小的实验，通过调试，观察变量的值。
我们在代码中声明两个int 变量，并分别初始化为５和-５。然后我们通过ＣＢ提供的调试手段，可以查看到程序运行时，这两个变量的十进制值和十六进制值。
首先新建一个控制台工程。加入以下黑体部分（就一行）：
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma hdrstop
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{
int aaaa = 5, bbbbb = -5;
return 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------
没有我们熟悉的的那一行：
getchar();
所以，如果全速运行这个程序，将只是ＤＯＳ窗口一闪而过。不过今天我们将通过设置断点，来使用程序在我们需要的地儿停下来。
设置断点：最常用的调试方法之一，使用程序在运行时，暂停在某一代码位置，
在ＣＢ里，设置断点的方法是在某一行代码上按Ｆ５或在行首栏内单击鼠标。如下图：
在上图中，我们在return 0;这一行上设置断点。断点所在行将被ＣＢ以红色显示。
接着,运行程序(F9),程序将在断点处停下来。
(请注意两张图的不同，前面的图是运行之前，后面这张是运行中，左边的箭头表示运行运行到哪一行)
当程序停在断点的时，我们可以观察当前代码片段内，可见的变量。观察变量的方法很多种，这里我们学习使用Debug Inspector (调试期检视)，来全面观察一个变量。
以下是调出观察某一变量的 Debug Inspector 窗口的方法：
先确保代码窗口是活动窗口。(用鼠标点一下代码窗口)
按下Ctrl键，然后将鼠标挪到变量 aaaa 上面，你会发现代码中的aaaa变蓝，并且出现下划线，效果如网页中的超链接，而鼠标也变成了小手状：
点击鼠标，将出现变量aaaa的检视窗口：
(笔者使用的操作系统为WindowsXP,窗口的外观与Win9X有所不同)
从该窗口，我可以看到：
aaaa :变量名
int :变量的数据类型
0012FF88:变量的内存地址，请参看5.2变量与内存地址；地址总是使用十六进制表达
5 ： 这是变量的值，即aaaa = 5;
0x00000005 :同样是变量的值，但采用16进制表示。因为是int类型，所以占用4字节。
首先先关闭前面的用于观察变量aaaa的Debug Inspector窗口。
现在，我们用同样的方法来观察变量bbbb,它的值为-5,负数在计算机中使用补码表示。
正如我们所想，-5的补码为：
0xFFFFFFFB。
再按一次F9，程序将从断点继续运行，然后结束。
6.7 本章小结
很难学的一章？
来看看我们主要学了什么：
1)我们学会了如何将二、八、十六进制数转换为十进制数。
三种转换方法是一样的，都是使用乘法。
2)我们学会了如何将十进制数转换为二、八、十六进制数。
方法也都一样，采用除法。
3)我们学会了如何快速的地互换二进制数和十六进制数。
要诀就在于对二进制数按四位一组地转换成十六进制数。
在学习十六进制数后，我们会在很多地方采用十六进制数来替代二进制数。4)我们学习了原码、反码、补码。
把原码的0变1，1变0，就得到反码。要得到补码，则先得反码，然后加1。
以前我们只知道正整数在计算机里是如何表达，现在我们还知道负数在计算机里使用其绝对值的补码表达。
比如，－5在计算机中如何表达？回答是：5的补码。
5)最后我们在上机实验中，这会了如何设置断点，如何调出Debug Inspector窗口观察变量。
以后我们会学到更多的调试方