Pythonで10進数⇔2進数の相互変換を行う方法

10進数の数値と2進数の数値が与えられたとき、それぞれを相手側の記数法へ変換するのが本稿のテーマです。ここではPythonを使って、「10進数→2進数」「2進数→10進数」の双方向の変換処理を自作する方法を解説します。

アルゴリズム

BintoDec()：2進数から10進数への変換

Step1: 2進数を入力する。
Step2: 入力された2進数の桁数（文字列の長さ）を取得する。
Step3: forループを使って2進数を10進数へ変換する。
例えば2進数が「1111」の場合、計算は次のようになります。
1*2**3 + 1*2**2 + 1*2**1 + 1*2**0 = 15
Step4: 結果を表示する。

DectoBin()：10進数から2進数への変換

Step1: 10進数を入力する。
Step2: whileループを使用する。
・数値を2で割り、商と余りを求める。1で初期化した別の変数を用意し、
　余りにこの変数を掛けた値を出力結果へ加算していく。この変数は
　各ループで10倍されるため、桁の位置が1つずつ左へ移動していきます。
・最初に得られた余りが、結果の末尾（一番下の桁）になります。
Step3: 値を表示する。

サンプルコード

print("*****************************************************")
print("  DECIMAL TO BINARY AND BINARY TO DECIMAL CONVERSION")
print("*****************************************************")
print(" For Decimal to Binary...Press 1.")
print(" For Binary to Decimal... Press 2")
print("*****************************************************")

my_choice = int(input("Enter your choice: "))

if my_choice == 1:
    i = 1
    s = 0
    my_dec = int(input("Enter decimal to be converted: "))
    while my_dec > 0:
        rem = int(my_dec % 2)
        s = s + (i * rem)
        my_dec = int(my_dec / 2)
        i = i * 10
    print("The binary of the given number is ", s, ".")
else:
    my_bin = input("Enter binary to be converted: ")
    n = len(my_bin)
    res = 0
    for i in range(1, n + 1):
        res = res + int(my_bin[i - 1]) * 2 ** (n - i)
    print("The decimal of the given binary is ", res, ".")

print("******************************************************")

実行結果

選択肢「1」を入力して10進数「15」を変換した場合：

*****************************************************
DECIMAL TO BINARY AND BINARY TO DECIMAL CONVERSION
*****************************************************
Enter your choice: 1
Enter decimal to be converted: 15
The binary of the given number is  1111 .
******************************************************

選択肢「2」を入力して2進数「1111」を変換した場合：

*****************************************************
DECIMAL TO BINARY AND BINARY TO DECIMAL CONVERSION
*****************************************************
Enter your choice: 2
Enter binary to be converted: 1111
The decimal of the given binary is  15 .
******************************************************

補足：組み込み関数を使ったより簡単な方法

学習目的で自作アルゴリズムを理解することは大切ですが、実際の開発ではPython標準の組み込み関数を使うことで、変換処理をわずか1行で書くことができます。

• 10進数 → 2進数：bin(15) を実行すると '0b1111' が返ります。接頭辞「0b」を除きたい場合は format(15, 'b') や bin(15)[2:] を利用します。
• 2進数 → 10進数：int('1111', 2) を実行すると 15 が返ります。第2引数に基数「2」を指定するだけで変換可能です。

ループ処理による変換の仕組みを理解した上で、実務ではこれらの組み込み関数を活用するのが効率的でしょう。