bcd编码

用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数码,简称BCD码,即BCD代码。Binary-Coded Decimal‎,简称BCD,称BCD码或二-十进制代码,亦称二进码十进数。是一种二进制的数字编码形式,用二进制编码的十进制代码。

定义  BCD码这种编码形式利用了四个位元来储存一个十进制的数码,使二进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。这种编码技巧,最常用于会计系统的设计里,因为会计制度经常需要对很长的数字串作准确的计算。相对于一般的浮点式记数法,采用BCD码,既可保存数值的精确度,又可免却使电脑作浮点运算时所耗费的时间。此外,对于其他需要高精确度的计算,BCD编码亦很常用。

  由于十进制数共有0、1、2、……、9十个数码,因此,至少需要4位二进制码来表示1位十进制数。4位二进制码共有2^4=16种码组,在这16种代码中,可以任选10种来表示10个十进制数码,共有N=16!/(16-10)!约等于2.9乘以10的10次方种方案。常用的BCD代码列于末。

常用BCD编码方式

  最常用的BCD编码,就是使用"0"至"9"这十个数值的二进码来表示。这种编码方式,在中国大陆称之为“8421码”。除此以外,对应不同需求,各人亦开发了不同的编码方法,以适应不同的需求。这些编码,大致可以分成有权码和无权码两种:

  有权BCD码,如:8421(最常用)、2421、5421…

  无权BCD码,如:余3码、格雷码

  以下为三种常见的BCD编码的比较。

  十进数 8421-BCD码 余3-BCD码 2421-A码

  (M10) D C B A C3 C2 C1 C0 a3 a2 a1 a0

  0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0

  1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1

  2 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0

  3 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1

  4 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0

  5 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1

  6 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0

  7 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1

  8 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0

  9 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1

  常用BCD码

  十进制数 8421码 5421码 2421码 余3码 余3循环码

  0 0000 0000 0000 0011 0010

  1 0001 0001 0001 0100 0110

  2 0010 0010 0010 0101 0111

  3 0011 0011 0011 0110 0101

  4 0100 0100 0100 0111 0100

  5 0101 1000 1011 1000 1100

  6 0110 1001 1100 1001 1101

  7 0111 1010 1101 1010 1111

  8 1000 1011 1110 1011 1110

  9 1001 1100 1111 1100 1010

  -----------------------

特点

  8421编码直观,好理解。

  5421码和2421码中大于5的数字都是高位为1,5以下的高位为0。

  余3码是8421码加上3,有上溢出和下溢出的空间。

  格雷码相邻2个数有三位相同,只有一位不同。

  ————————————————————

什么是BCD码

  bcd码也叫8421码就是将十进制的数以8421的形式展开成二进制,大家知道十进制是0~9十个数组成,这十个数每个数都有自己的8421码:

  0=0000

  1=0001

  2=0010

  3=0011

  4=0100

  5=0101

  6=0110

  7=0111

  8=1000

  9=1001

  举个例子:

  321的8421码就是

  3 2 1

  0011 0010 0001

  原因:0011=8x0+4x0+1x2+1x1=3 0010=8x0+4x0+2x1+1x0=2. 0001=8x0+4x0+2x0+1x1=1

  具体:

  bcd码是四位二进制码, 也就是将十进制的数字转化为二进制, 但是和普通的转化有一点不同, 每一个十进制的数字0-9都对应着一个四位的二进制码,对应关系如下: 十进制0 对应 二进制0000 ;十进制1 对应二进制0001 ....... 9 1001 接下来的10就有两个上述的码来表示 10 表示为00010000 也就是BCD码是遇见1001就产生进位,不象普通的二进制码,到1111才产生进位10000

举例

  某二进制无符号数11101010,转换为三位非压缩BCD数,按百位、十位和个位的顺序表示,应为__C__。

  A.00000001 00000011 00000111 B. 00000011 00000001 00000111

  C.00000010 00000011 00000100 D. 00000011 00000001 00001001

  解:(1)11101010转换为十进制:234

  (2)按百位、十位和个位的顺序表示,应为_C_。

  附注:压缩BCD码与非压缩BCD码的区别—— 压缩BCD码的每一位用4位二进制表示,一个字节表示两位十进制数。例如10010110B表示十进制数96D;非压缩BCD码用1个字节表示一位十进制数,高四位总是0000,低4位的0000~1001表示0~9.例如00001000B表示十进制数8.

### BCD编码概述 BCD(Binary-Coded Decimal)是一种二进制编码形式,用于表示十进制数字。它通过四位二进制数来存储一位十进制数,从而实现了二进制与十进制之间的快速转换[^2]。这种方式广泛应用于需要高精度计算的场景,例如金融系统中的货币处理和科学计算中对长整型数据的操作。 #### 编码规则 在BCD编码中,每位十进制数由4位二进制数组成。由于4位二进制能够表示16种状态 (即 $2^4 = 16$),而十进制只有0到9共10个有效值,因此存在多种可能的编码方式。其中最常见的编码方式是 **8421码**,其名称来源于各位权重分别为8、4、2、1的特点[^3]。 | 十进制 | 8421-BCD | |--------|----------| | 0 | 0000 | | 1 | 0001 | | ... | ... | | 9 | 1001 | 除了8421码外,还有其他类型的BCD编码,如2421码、5421码等有权码,以及余3码、格雷码等无权码[^1]。 --- ### 使用场景 BCD编码主要用于以下几种场合: 1. **高精度计算**:相比于浮点数运算可能导致的小数误差,BCD能完全保留数值的准确性。 2. **硬件设计**:某些专用芯片内部直接支持基于BCD的数据处理逻辑。 3. **通信协议优化**:在网络传输中小巧高效的特性使得它可以减少带宽占用量[^4]。 --- ### Java 实现示例 以下是使用Java语言实现的一个简单例子,展示如何将一个十进制整数转化为它的8421-BCD形式: ```java public class BCDConverter { public static String decimalToBcd(int num){ StringBuilder bcdString = new StringBuilder(); while(num > 0){ int digit = num % 10; // 取当前最低位 switch(digit){ case 0 : bcdString.insert(0, "0000"); break; case 1 : bcdString.insert(0, "0001"); break; case 2 : bcdString.insert(0, "0010"); break; case 3 : bcdString.insert(0, "0011"); break; case 4 : bcdString.insert(0, "0100"); break; case 5 : bcdString.insert(0, "0101"); break; case 6 : bcdString.insert(0, "0110"); break; case 7 : bcdString.insert(0, "0111"); break; case 8 : bcdString.insert(0, "1000"); break; case 9 : bcdString.insert(0, "1001"); break; default: throw new IllegalArgumentException("Invalid digit encountered."); } num /= 10; // 处理下一位 } return bcdString.toString(); } public static void main(String[] args) { System.out.println(decimalToBcd(12)); // 输出应为 '00010010' } } ``` 该程序接受任意正整数输入并返回相应的8421-BCD字符串表示形式。 --- ### 总结 综上所述,BCD不仅提供了一种高效且精确的方式来表达十进制数值,而且还在特定领域展现了不可替代的优势。无论是理论层面还是实际应用方面都值得深入研究学习。
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