Конвертация целых чисел в строку в Python: все основания

Быстрый ответ

Имеется несколько методов конвертации целого числа в строку в разнообразных системах счисления. Это можно сделать через использование встроенной в Python функции format(), либо написать свою рекурсивную функцию.

Вот пример кода для систем счисления с основанием от 2 до 36:

value = format(123, 'b')  # передаём число и формат
print(value)  # вывод: '1111011'

Если же возникла необходимость работы с основанием более 36, можно использовать подготовленную для этого функцию:

def int_to_base(value, base, char_set="0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"):
    if value < 0:
        return '-' + int_to_base(-value, base, char_set)  # обрабатываем отрицательные числа
    elif value < base:
        return char_set[value]  # базовый пример
    else:
        return int_to_base(value // base, base, char_set) + char_set[value % base]  # использование рекурсии
print(int_to_base(123, 2))  # результат: '1111011'

Оба подхода быстро предоставляют строковое представление числа в заданном основании!

Граничные случаи и эффективные решения

Преобразование отрицательных чисел

Написанная нами функция int_to_base эффективно обрабатывает отрицательные числа, добавляя к ним знак минус.

Работа с большими основаниями

В случае, когда используются основания, превышающие 36, становится возможным расширить границы вашего кода. Можно ввести свой набор символов или воспользоваться gmpy.digits из библиотеки gmpy. Это позволит обойти прежние ограничения и придать уникальность вашему коду.

Ограничение глубины рекурсии

В Python существует ограничение на глубину рекурсии, поэтому при работе с большими числами может возникнуть проблема. В этих случаях стоит учесть итеративный подход.

Повышение производительности

В случае, когда основным является высокая скорость выполнения, можно подключить такие библиотеки, как numpy и gmpy. Однако важно знать, что у функции numpy.base_repr максимальное основание равно 36.

Преодоление встроенных ограничений

Собственный набор символов

Используя функцию int_to_base, можно менять параметр char_set и таким образом использовать свой набор символов.

Обработка чисел с плавающей точкой

Теперь, когда мы знаем, как работать с целыми числами, можно приступить к созданию функции для чисел с плавающей точкой.

Возможности функции format()

Функция format() не только конвертирует числа, но также обладает возможностью форматирования, предлагая широкий спектр опций.

Визуализация

Процесс конвертации чисел можно сравнить с пакетом вещей в чемоданы разного размера: ваше число – это багаж, а основания системы счисления – это размеры чемоданов.

🧳: [Десятичная система (10), Двоичная система (2), Шестнадцатеричная система (16), Восьмеричная система (8)]

Теперь посмотрим как можно "упаковать" число 125:

Берем число ➡️ Выбираем чемодан с нужным основанием ➡️ Упаковываем по разрядам ➡️ Чемодан готов к путешествию

Итак, мы переконвертировали число 125 в двоичном виде:

125 ➡️ 🧳[Двоичная система (2)] ➡️ [1, 1, 1, 1, 1, 0, 1] ➡️ Упаковано: '1111101'

Такой подход позволяет просто "упаковать" число в соответствующий "чемодан основания"!

Работа с большими числами

Принцип работы с большими числами и основаниями абсолютно такой же, просто нужны чемоданы большего объема.

Практический аспект

Перевод чисел из одной системы счисления в другую не просто теоретически интересен, но также имеет практическую значимость в областях, таких как вычислительная техника, криптография и оптимизация хранения данных.

Полезные материалы

1. Встроенные функции — документация Python 3.12.2 — официальный источник информации о преобразовании чисел.
2. python – Как преобразовать целое число в строку в любой системе счисления? – Stack Overflow — активное обсуждение различных методов конвертации чисел.
3. Educative Answers – Верифицированные ответы на вопросы разработчиков — достоверная информация о работе с числами в Python.
4. Just a moment... — детальное руководство от Real Python, посвященное теме преобразования оснований и связанных с этим функциях Python.
5. Учебное руководство | DigitalOcean — гайд по функции int и системам счисления в Python от DigitalOcean.