Функция bin() в Python: синтаксис и примеры преобразования числа в двоичное представление

• 04.07.2023
• 2731
• Основы Python
• Функции

Функция bin() в языке программирования Python является встроенной функцией, используемой для преобразования целого числа в двоичное представление. Эта функция очень полезна в работе с битами и байтами, особенно в задачах, связанных с алгоритмами и структурами данных.

Синтаксис

Синтаксис функции bin() в Python следующий:

bin(x)

Здесь x — это целое число, которое необходимо преобразовать в двоичное представление.

Функция возвращает строку, начинающуюся с префикса 0b, указывающего на то, что следующие числа являются двоичным представлением исходного числа. Например:

print(bin(10))  

#0b1010

Примеры использования функции bin()

Рассмотрим примеры использования функции bin() в Python.

Преобразование целого числа в двоичное представление:

num = 18
print(bin(num))  

#0b10010

В этом примере число 18 преобразуется в двоичное представление ‘0b10010’.

Преобразование отрицательного числа:

В этом примере отрицательное число -18 преобразуется в двоичное представление ‘-0b10010’. Знак числа сохраняется.

Использование функции bin() с переменной типа float приводит к TypeError:

num = 18.0
print(bin(num))  

#TypeError: 'float' object cannot be interpreted as an integer

Это происходит, потому что функция bin() может работать только с целыми числами.

Дополнительные применения и связанные функции

Существуют и другие функции Python для работы с бинарными числами и другими системами счисления, такие как hex() для шестнадцатеричных чисел и oct() для восьмеричных чисел.

Бинарные числа часто используются в компьютерных науках. С помощью функции bin() вы можете легко преобразовать целые числа в бинарные, что может быть полезно для решения различных задач, таких как создание алгоритмов для работы с битами.

Например, операции сдвига битов влево << и вправо >> сдвигают биты бинарного числа, а бинарные операции И &, ИЛИ |, исключающее ИЛИ ^ и НЕ ~ позволяют управлять отдельными битами.

# Сдвиг битов влево на 2 позиции
num = 5  # бинарное представление: 101
print(bin(num << 2))  # Вывод: '0b10100', что соответствует десятичному числу 20

# Бинарная операция И
num1 = 6  # бинарное представление: 110
num2 = 5  # бинарное представление: 101
print(bin(num1 & num2))  # Вывод: '0b100', что соответствует десятичному числу 4

Использование bin() в сочетании с форматированием строк

Использование bin() в сочетании с функцией форматирования строк format() может быть полезным для создания бинарных строк определенной длины:

num = 5
print(format(num, '08b'))  

#00000101

Здесь ’08b’ указывает на то, что число должно быть представлено в виде двоичной строки длиной 8 символов. Если длина двоичного представления меньше 8 символов, остальное заполняется нулями.

Удаление префикса ‘0b’ из двоичной строки

Если вам нужно получить чистую двоичную строку без префикса ‘0b’, вы можете сделать это с помощью среза строк:

num = 18
binary_string = bin(num)[2:]
print(binary_string)  

#10010

В этом примере [2:] означает, что мы берем все символы строки, начиная с третьего. Таким образом, префикс ‘0b’ удаляется.

Обработка ошибок при использовании функции bin()

Как уже было сказано, функция bin() может принимать только целые числа. Если вы попытаетесь передать аргумент другого типа, например, число с плавающей точкой или строку, Python выдаст ошибку. Чтобы избежать этого, вы можете использовать обработку исключений:

try:
    num = '18'
    print(bin(num))
except TypeError:
    print("TypeError: 'bin()' function expects an integer")

Заключение

Встроенная функция Python bin() представляет собой удобный инструмент для преобразования целых чисел в их двоичное представление. Она оказывается весьма полезной в задачах, где требуется работать непосредственно с битами чисел, и в сочетании с другими функциями и операциями Python позволяет эффективно решать разнообразные задачи.