二进制小数的计算可以通过以下方法实现,结合了乘2取整法和循环展开技巧:
一、十进制小数转二进制小数
- 将十进制小数乘以2,取整数部分作为二进制小数的高位有效位;
- 将余数(小数部分)再次乘以2,取整数部分作为下一位;
- 重复上述过程,直到余数为0或达到所需精度。
示例:
将0.4转换为二进制
```
0.4 × 2 = 0.8 → 取整0
0.8 × 2 = 1.6 → 取整1
0.6 × 2 = 1.2 → 取整1
0.2 × 2 = 0.4 → 取整0(循环)
结果:0.01100110...(无限循环)
```
循环展开技巧
- 对于无法精确表示的十进制小数(如0.1),可通过多步乘2取整逼近二进制表示。
二、二进制小数转十进制数
将二进制小数按权展开求和,公式为:
$$
S = K_n times 2^n + K_{n-1} times 2^{n-1} + dots + K_1 times 2^1 + K_0 times 2^0 + K_{-1} times 2^{-1} + dots
$$
其中,$K_i$为二进制位(0或1),$n$为小数点后位数。
三、注意事项
无限循环小数
十进制小数转二进制时可能产生无限循环(如0.1=0.000110011...),需根据精度要求截断。
浮点数表示
计算机中通常用24位二进制小数近似表示十分之一(如0.1→0.000110011),以平衡精度与存储空间。
特殊场景
- 二进制小数点后位数不足时,需通过补零或四舍五入处理。
通过以上方法,可系统地进行二进制小数的计算与转换。