実務に生かすPythonサンプル

Pythonで2進数を使いこなす方法【現役エンジニアが解説】

こんにちは。現役Webエンジニアの三年坊主です。

 

今回は、Pythonで2進数を使いたい人の、このような疑問に答えます。

「Pythonで2進数を使いたい。普段使いの整数(10進数)と2進数・それ以外の進数を自由に行き来できるようにしたい。一応、2進数とは何か、簡単に確認もしておきたい。」

 

 

この記事では、大学の研究と自分の趣味で、合わせて5年以上Pythonを使ってきた経験を生かして、Pythonで2進数を使う方法を紹介します。

 

この記事の内容

  • 2進数とは【基礎知識を確認】
  • Pythonで整数を2進数(・8進数・16進数)で記述する
  • Pythonで整数(10進数)→2進数(・8進数・16進数)の文字列に変換したい
  • Pythonで2進数(・8進数・16進)数の文字列→整数(10進数)に変換したい

 

2進数とは【基礎知識を確認】

「2進数」とは、2を基数として表現した数値のことです。

 

「『基数』ってなんだっけ?」

 

 

「基数」とは、数値を表現する際に、位取りの基準となる数のことをいいます。

 

たとえば、普段の生活で一番身近に使っている10進数は、

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9→10,11,…,99→100,…

と10倍ごとに桁が上がっていくので、基数は10となります。

 

2進数では、

0,1→10,11→100,101,…,111→1000,…

のように、2倍ごとに桁が一つずつ上がっていきます。このとき、基数は2になります。

 

「進数」は表現の形式なので、たとえば上で赤字になっている10進数の「2」と2進数の「10」は、形式が違いますが、値としては同じ整数を意味しています。

 

Pythonで整数を2進数(・8進数・16進数)で記述する

普段使っている整数の前に、’0b’、’0o’、’0x’をつけると、それぞれ2進数・8進数・16進数で整数を表現できます。

すべて、Pythonのint型として扱われます。

 

 

 

Pythonで整数(10進数)→2進数(・8進数・16進数)の文字列に変換したい

組み込み関数bin(), oct(), hex()を使って、整数(10進数)から2進数・8進数・16進数をあらわす文字列に変換します。

format(), str.format() を使って書式を設定する方法もあります。

 

2進数

 

8進数・16進数

 

 

2進数の組み込み関数bin()の中身

組み込み関数bin()はPython2.6で導入されたので、それ以前のバージョンを解説している記事では、自作のメソッドを紹介しているものもいくつかあるようです。

 

あまり深入りはしませんが、組み込み関数bin()の内部を少しだけ覗いてみると、このようなことも分かります。

  • 組み込み関数の多くはC言語で書かれている
  • 内部で呼ばれているPyNumber_ToBase自体は2, 8, 16以外の数字を基数とすることもできそう

 

builtin_bin

 

PyNumber_ToBase

 

 

Pythonで2進数(・8進数・16進数)の文字列→整数(10進数)に変換したい

組み込み関数int()eval()を使って、2進数・8進数・16進数の文字列を整数(10進数)に変換します。

 

2進数

 

8進数・16進数

 

 

Pythonで2進数を使いこなして、快適なエンジニア生活を送りましょう。

 

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