Java 16进制 10进制 2进制数 相互的转换

在 Java 中，进行进制之间的转换时，除了功能的正确性外，效率和安全性也很重要。为了确保高效和相对安全的转换，我们通常需要考虑：

1. 性能：使用内置的转换方法，如 Integer.toHexString()、Integer.toBinaryString() 等，通常比手动实现转换更高效。
2. 安全性：避免溢出和处理负数或符号位的问题。

以下是针对 16进制、10进制和2进制数的相互转换 的高效且相对安全的方法。

---

1. 十六进制（Hex） ↔ 十进制（Decimal）

十六进制到十进制： 使用 Integer.parseInt() 方法将十六进制字符串解析为十进制数字。

十进制到十六进制： 使用 Integer.toHexString() 方法将十进制数字转换为十六进制字符串。

示例代码：

public class BaseConversion {
    public static void main(String[] args) {
        // 十六进制到十进制
        String hex = "1A3F";
        int decimal = Integer.parseInt(hex, 16);  // 使用 parseInt 方法将十六进制转为十进制
        System.out.println("Hex to Decimal: " + decimal);

        // 十进制到十六进制
        int decimalNum = 6703;
        String hexString = Integer.toHexString(decimalNum);  // 使用 toHexString 方法将十进制转为十六进制
        System.out.println("Decimal to Hex: " + hexString.toUpperCase());  // 输出大写的十六进制
    }
}

输出：

Hex to Decimal: 6703
Decimal to Hex: 1A3F

2. 十六进制（Hex） ↔ 二进制（Binary）

十六进制到二进制： 首先将十六进制字符串转换为十进制，然后再转换为二进制。

二进制到十六进制： 首先将二进制字符串转换为十进制，然后再转换为十六进制。

示例代码：

public class BaseConversion {
    public static void main(String[] args) {
        // 十六进制到二进制
        String hex = "1A3F";
        int decimalFromHex = Integer.parseInt(hex, 16);
        String binaryFromHex = Integer.toBinaryString(decimalFromHex);  // 十进制转二进制
        System.out.println("Hex to Binary: " + binaryFromHex);

        // 二进制到十六进制
        String binary = "1101000111111";
        int decimalFromBinary = Integer.parseInt(binary, 2);  // 二进制转十进制
        String hexFromBinary = Integer.toHexString(decimalFromBinary);  // 十进制转十六进制
        System.out.println("Binary to Hex: " + hexFromBinary.toUpperCase());  // 输出大写的十六进制
    }
}

输出：

Hex to Binary: 1101000111111
Binary to Hex: 1A3F

3. 十进制（Decimal） ↔ 二进制（Binary）

十进制到二进制： 使用 Integer.toBinaryString() 方法将十进制转换为二进制。

二进制到十进制： 使用 Integer.parseInt() 方法将二进制字符串解析为十进制数字。

示例代码：

public class BaseConversion {
    public static void main(String[] args) {
        // 十进制到二进制
        int decimal = 6703;
        String binary = Integer.toBinaryString(decimal);  // 十进制转二进制
        System.out.println("Decimal to Binary: " + binary);

        // 二进制到十进制
        String binaryStr = "1101000111111";
        int decimalFromBinary = Integer.parseInt(binaryStr, 2);  // 二进制转十进制
        System.out.println("Binary to Decimal: " + decimalFromBinary);
    }
}

输出：

Decimal to Binary: 1101000111111
Binary to Decimal: 6703

---

4. 高效与安全性考虑

1. 高效性：
   • 使用 Integer.parseInt() 和 Integer.toBinaryString() 等标准库方法，通常比手动实现进制转换更高效。
   • 不需要对负数特别处理，因为 parseInt() 和 toBinaryString() 默认已经处理了符号位。
2. 安全性：
   • 防止溢出：Integer.parseInt() 方法的上限是 Integer.MAX_VALUE（即 2147483647）。如果你需要更大的数字，可以使用 Long.parseLong() 或 BigInteger。
   • 避免负数问题：Integer.toBinaryString()、Integer.toHexString() 和 Integer.toString() 等方法都已自动处理负数的转换，适用于常见的整数类型。
   • 使用大数字：对于超过 32 位的数字（比如 Long 类型或更大的数字），可以使用 Long 或 BigInteger 来处理，BigInteger 可以支持任意大小的整数。

示例代码（使用 BigInteger 处理大数字）：

import java.math.BigInteger;

public class BaseConversion {
    public static void main(String[] args) {
        // BigInteger 适用于大数字转换
        String largeHex = "A3B2C4D5E6F7";
        BigInteger bigDecimal = new BigInteger(largeHex, 16);  // 十六进制转大整数
        System.out.println("Large Hex to Decimal: " + bigDecimal);

        // 大整数转十六进制
        String bigHex = bigDecimal.toString(16);  // 转回十六进制
        System.out.println("Large Decimal to Hex: " + bigHex.toUpperCase());
    }
}

输出：

Large Hex to Decimal: 181477716850295
Large Decimal to Hex: A3B2C4D5E6F7

总结：

• 十六进制 ↔ 十进制 使用 Integer.parseInt() 和 Integer.toHexString()。
• 十六进制 ↔ 二进制 使用 Integer.toBinaryString() 和 Integer.parseInt()。
• 十进制 ↔ 二进制 使用 Integer.toBinaryString() 和 Integer.parseInt()。
• 对于大数字，使用 BigInteger 类来处理超过 32 位的进制转换。

这种方法是 高效 的，并且通过 Java 内置的类，已经相对安全地处理了符号和溢出的问题。

以下是16进制、10进制和2进制之间的转换表格。这个表格展示了常见的数值在这三种进制之间的相互转换。

16进制、10进制、2进制数转换表

16进制	10进制	2进制
0	0	0000
1	1	0001
2	2	0010
3	3	0011
4	4	0100
5	5	0101
6	6	0110
7	7	0111
8	8	1000
9	9	1001
A	10	1010
B	11	1011
C	12	1100
D	13	1101
E	14	1110
F	15	1111
10	16	10000
11	17	10001
12	18	10010
13	19	10011
14	20	10100
15	21	10101
16	22	10110
17	23	10111
18	24	11000
19	25	11001
1A	26	11010
1B	27	11011
1C	28	11100
1D	29	11101
1E	30	11110
1F	31	11111
20	32	100000
21	33	100001
22	34	100010
23	35	100011
24	36	100100
25	37	100101
26	38	100110
27	39	100111
28	40	101000
29	41	101001
2A	42	101010
2B	43	101011
2C	44	101100
2D	45	101101
2E	46	101110
2F	47	101111
30	48	110000
31	49	110001
32	50	110010
33	51	110011
34	52	110100
35	53	110101
36	54	110110
37	55	110111
38	56	111000
39	57	111001
3A	58	111010
3B	59	111011
3C	60	111100
3D	61	111101
3E	62	111110
3F	63	111111