Java 中如何表示和使用二进制、八进制、十六进制数值？

在Java编程中，数值不仅仅可以用我们熟悉的十进制表示，还可以使用二进制、八进制、以及十六进制来表示，这对于特定的计算场景或者理解计算机内部数据表示非常有用。

下面我将以一种简洁明了的方式，帮助你理解这几种进制表示法，并通过简单的代码示例让你直观地看到它们是如何工作的。

二进制（Base 2）

二进制是计算机内部处理数据的基本方式，它只使用两个数字：0 和 1。每一个二进制位（bit）代表一个状态，0 表示关闭，1 表示开启。在Java中，我们可以通过在数字前加上 0b 或 0B 来表示一个二进制数。

示例代码:

1int binaryNumber = 0b1010; // 这表示十进制中的10 2System.out.println("二进制 1010 对应的十进制数是: " + binaryNumber);

解释： 这里的 0b1010 表示一个二进制数，从右到左，每一位的值分别是 20=120=1、21=221=2、22=422=4、23=823=8。

由于二进制数从右向左第一位是1（20=120=1），第二位是0（21=021=0），第三位是1（22=422=4），第四位是0（23=023=0），所以总和是 1+0+4+0=51+0+4+0=5。

但实际上，由于我们只写了四位，实际上代表的是 0∗8+1∗4+0∗2+1∗1=50∗8+1∗4+0∗2+1∗1=5，即十进制中的5。

八进制（Base 8）

八进制使用数字0到7来表示数值，每一位的权重是8的幂次。在Java中，我们用前缀 0 来表示一个八进制数。注意，这里不加字母，仅用一个零开头。

示例代码:

1int octalNumber = 012; // 这表示十进制中的10 2System.out.println("八进制 12 对应的十进制数是: " + octalNumber);

解释： 012 是一个八进制数，这里的每一位的值分别是 80=180=1、81=881=8，没有更高位了。因此，这个八进制数等于 1∗80+2∗81=1+16=171∗80+2∗81=1+16=17。但在这里实际上我们只有两位，所以是 2∗80+1∗81=2+8=102∗80+1∗81=2+8=10，即十进制中的10。

十六进制（Base 16）

十六进制使用0-9的数字加上A-F（或a-f）的字母来表示10到15的值。在Java中，十六进制数前缀是 0x 或 0X。

示例代码:

1int hexNumber = 0xA; // 这表示十进制中的10 2System.out.println("十六进制 A 对应的十进制数是: " + hexNumber);

解释： 0xA 是一个十六进制数，A 在十六进制中代表10。因此，这个十六进制数直接等于十进制中的10，因为只有一位且它是高位，所以计算为 10∗160=1010∗160=10。

使用场景

• 二进制：主要用于位操作，如位与(&)、位或(|)、位异或(^)等，以及理解和调试底层硬件交互的逻辑。
• 八进制：在早期的Unix系统文件权限设置中较为常见，现在较少直接使用，更多作为一种知识了解。
• 十六进制：广泛应用于颜色编码（如HTML/CSS中）、内存地址表示、错误码表示等，因其简洁性，尤其在处理较大的二进制数据时更为方便。

小贴士

• 转换进制时，可以利用Java内置的方法，如 Integer.toHexString(int)、Integer.toOctalString(int)、Integer.parseInt(String, int)（最后一个参数指定基数，如2, 8, 16）来进行不同进制间的转换。
• 理解进制转换有助于深入理解计算机存储和处理数据的方式，对于优化代码性能和解决特定问题很有帮助。

希望这些解释和示例能帮助你更好地理解Java中的二进制、八进制和十六进制表示法。如果有任何疑问，欢迎继续提问！