什么是二进制?

如题所述

世界上有10种人:一种是懂得二进制的,另一种是不懂二进制的

上面这是流传在程序员之间很久的一个冷笑话。

是不是get不到梗的笑点?

没有关系,看完本文,你再来看这句话就会会心一笑。

回到过去

让我们假设你回到了初中,这时候你情窦初开。喜欢上了临街的小哥哥(小姐姐),你们俩家的窗户面对面。放寒假的时候,你们约好了某天晚上八点偷偷溜出来约会。但是不能让父母知道,所以你们不能通过打电话方式来通知对方,今晚自己是否能顺利溜出来。为了不让对方白等,你们不得不约定一种新的通信方式。

这种新的通信方式要满足:

    安静--不能让父母听到,能悄无声息自然是最好了

    易懂--对方看到后能立马知道你要表达的信息

    因为住的很近,可以从窗户相互看到对方家里,聪明的你立马想到可以用屋子里吊灯的灯光来进行通信。

    你们约定到了八点钟

    如果我屋子里的灯亮着,代表我可以顺利溜出去

    请点击输入图片描述

    如果我屋子里的灯不亮,代表我无法顺利溜出去

    请点击输入图片描述

    现在你们就可以用屋子里的灯开关,来表达两种状态
    开:能出来
    关:不能出来

    你们可以悄无声息给对方传达信息,这太完美了!

    新的问题

    不过过了一段时间你们发现了新问题,有时候,8点钟恰好有事情,可能要推迟半小时才能溜出来。有时候,8点钟事情比较多,可能要推迟1小时才能出来。

    现在你们有四种信息要传递

    今晚8点钟准时出来

    今晚不能出来

    今晚8点30能出来

    今晚9点能出来

    但是一盏灯的开关只能表示两种状态,怎么办才好呢?

    聪明的你立马想到,可以再加一盏灯啊!你把书桌上的台灯放到窗前
    并且更新了之前的通信方式

    台灯关着,吊灯关着--今晚没戏,出不来了

    请点击输入图片描述

    台灯关着,吊灯开着--今晚8点,不见不散

    请点击输入图片描述

    台灯开着,吊灯关着--推迟半小时,今晚八点半才能溜出来

    请点击输入图片描述

    台灯开着,吊灯开着--推迟1小时,今晚9点才能溜出来

    请点击输入图片描述

    哇哦,再一次用自己的聪明才智解决了这个问题。
    现在你用两盏灯,来表达四种状态。

    一些思考

    让我们用符号来重新表述下
    我们用数字0表示灯灭
    数字1表示灯亮

    一盏灯的情况

    0 ==> 今晚八点准时出来

    1 ==> 今晚八点不能出来

    两盏灯的情况

    0 0 ==> 今晚没戏,出不来了

    0 1 ==> 今晚8点,不见不散

    1 0 ==> 推迟半小时,今晚八点半才能溜出来

    1 1 ==> 推迟1小时,今晚9点才能溜出来

    让我们再来简化一下箭头右边,我们用数字0,1,2,3 分别来代表今晚约会的4种状态

    0: 今晚没戏,出不来了

    1: 今晚8点,不见不散

    2: 推迟半小时,今晚八点半才能溜出来

    3: 推迟1小时,今晚9点才能溜出来

    现在我们可以把两边都用数字来简化了

    00 ==> 0

    01 ==> 1

    10 ==> 2

    11 ==> 3

    如果我们再加一盏灯,能表示多少种状态呢?

    000 ==> 0

    001 ==> 1

    010 ==> 2

    011 ==> 3

    100 ==> 4

    101 ==> 5

    110 ==> 6

    111 ==> 7

    一共是8种

    好了,现在我告诉你,已经开始使用二进制了!

    没错!

    左边的是二进制,右边就是相对应的十进制

    比如说二进制的 111 代表的就是我们常用十进制的 7

    为什么呢?

    虽然你可能不太相信,但是确实你已经开始使用二进制了。

    那么二进制到底是怎么回事呢?

    我们日常生活中所用的都是十进制,也就是满10进1
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    当要数10时,就要进1位,也就是十位数写1个位数写0
    就是10啦

    二进制就是满2进1,
    0
    1
    10
    11
    10
    100
    当要数2的时候,就要进1位了,下一位写1,当前位变成0
    也就是10

    二进制转十进制

    那么我们看到一个二进制的数,如何知道它表示的10进制的数是几呢?
    我们还是想一下十进制的101,我们可以很轻松的读出来这是 一百零一
    但是我们怎么知道 一零一 就是 一百一十一呢?
    因为我们知道
    从右边向左数
    第一位是个位,这个位的数字是几就是几
    第二位是十位,这个位的数字是几就表示几十
    第二位是百位,这个位的数字是几就表示几百

    请点击输入图片描述

    所以101 = 1x100 + 0x10 + 1x1
    一个一百 + 零个10 + 一个一

    我们这里引入一个新名词权重(Weight) 来表示每一位的实际意义
    个位--权重 1 = 10^0  十的零次方
    十位--权重 10 = 10^1 十的一次方
    百位--权重 100 = 10x10 = 10^2 十的二次方
    千位--权重 1000= 10x10x10 = 10^3 十的三次方
    可以看到从右边向左 权重依次扩大10倍

    所以我们其实可以到这样的结论

    其实就是每一位的数字乘以此位的权重,然后相加
    101 = 1x10x10 + 0*10 + 1x1

    用次方表示
    101 = 1x(10^2) + 0x(10^1) + 1x(10^0) = 1x100 + 0x10 + 1 =101

    OK我们如何表示知道二进制具体的大小,只需要套用这个公式即可
    那么首先我们要知道二进制每一位的权重是多少
    既然十进制每一位权重都是10的次方数
    那么二进制的每一位权重自然是2的次方数了

    从右向左数
    第一位 1 = 2^0 二的零次方
    第二位 2 = 2^1 二的一次方
    第三位 4 = 2x2= 2^2 二的二次方
    那么回到我们之前的问题,
    二进制的101,我们从上文的状态表可以知道

    000 ==> 0

    001 ==> 1

    010 ==> 2

    011 ==> 3

    100 ==> 4

    101 ==> 5

    110 ==> 6

    111 ==> 7

    代表的是5
    转换过程
    101 = 1x(2^2)+0x2^1 + 1x(2^0) = 1x4+0x2+1=5
    怎么样,很简单吧!

    get 这个梗

    再回到我们最初那个冷笑话

    世界上有10种人:一种是懂得二进制的,另一种是不懂二进制的

    这里的10其实是二进制的,转换成十进制就是 10=1x(2^1)+0x(2^0)=1x2+0x1=2
    其实就是十进制的2

    会心一笑了吗?

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第1个回答  2020-11-04
二进制(binary)在数学和数字电路中指以2为基数的记数系统,以2为基数代表系统是二进位制的。这一系统中,通常用两个不同的符号0(代表零)和1(代表一)来表示[1]。数字电子电路中,逻辑门的实现直接应用了二进制,因此现代的计算机和依赖计算机的设备里都用到二进制。每个数字称为一个比特
第2个回答  2020-11-04

第3个回答  2020-11-03

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