JavaScript如何实现进制转换

在编程中，我们经常需要在不同的进制之间进行转换。JavaScript提供了多种方法来实现十进制、二进制、八进制和十六进制之间的相互转换。本文将详细介绍这些方法，并提供实用的代码示例。

一、进制的基本概念

在开始之前，让我们先回顾一下进制的基本概念：

1. 十进制(Decimal)：基数为10，使用数字0-9
2. 二进制(Binary)：基数为2，使用数字0-1
3. 八进制(Octal)：基数为8，使用数字0-7
4. 十六进制(Hexadecimal)：基数为16，使用数字0-9和字母A-F

二、其他进制转十进制

1. parseInt()函数

JavaScript的parseInt()函数可以将字符串从指定进制转换为十进制：

// 二进制转十进制
console.log(parseInt('1010', 2)); // 输出: 10

// 八进制转十进制
console.log(parseInt('12', 8));   // 输出: 10

// 十六进制转十进制
console.log(parseInt('A', 16));   // 输出: 10

2. 注意事项

• 如果字符串包含不属于该进制的字符，parseInt()会忽略这些字符及其后面的所有字符
• 如果第一个字符无法转换，则返回NaN
• 可以省略第二个参数，JavaScript会尝试自动判断进制

三、十进制转其他进制

1. toString()方法

Number对象的toString()方法可以将十进制数转换为其他进制：

const num = 10;

// 十进制转二进制
console.log(num.toString(2));  // 输出: "1010"

// 十进制转八进制
console.log(num.toString(8));  // 输出: "12"

// 十进制转十六进制
console.log(num.toString(16)); // 输出: "a"

2. 特殊表示法

JavaScript还支持直接使用特定前缀表示不同进制的数字：

// 二进制前缀 0b
console.log(0b1010); // 输出: 10

// 八进制前缀 0o (ES6新增)
console.log(0o12);   // 输出: 10

// 十六进制前缀 0x
console.log(0xA);    // 输出: 10

四、进制间的直接转换

虽然JavaScript没有直接提供进制间转换的函数，但我们可以结合上述方法实现：

1. 二进制转十六进制

function binaryToHex(binaryStr) {
  return parseInt(binaryStr, 2).toString(16);
}

console.log(binaryToHex('1010')); // 输出: "a"

2. 十六进制转二进制

function hexToBinary(hexStr) {
  return parseInt(hexStr, 16).toString(2);
}

console.log(hexToBinary('A')); // 输出: "1010"

五、处理大数问题

当处理大数时，JavaScript的数字精度可能会出现问题：

const bigNum = 12345678901234567890;
console.log(bigNum.toString(2)); // 可能不准确

解决方案是使用BigInt：

const bigNum = BigInt('12345678901234567890');
console.log(bigNum.toString(2)); // 准确的二进制表示

六、实用函数库

1. 补零函数

function padZero(numStr, length) {
  while (numStr.length < length) {
    numStr = '0' + numStr;
  }
  return numStr;
}

console.log(padZero((10).toString(2), 8)); // 输出: "00001010"

2. 通用进制转换函数

function convertBase(numStr, fromBase, toBase) {
  const num = parseInt(numStr, fromBase);
  return num.toString(toBase);
}

console.log(convertBase('1010', 2, 16)); // 输出: "a"

七、实际应用示例

1. IP地址转换

function ipToBinary(ip) {
  return ip.split('.').map(octet => 
    parseInt(octet).toString(2).padStart(8, '0')
  ).join('.');
}

console.log(ipToBinary('192.168.1.1'));
// 输出: "11000000.10101000.00000001.00000001"

2. 颜色值转换

function rgbToHex(r, g, b) {
  return '#' + [r, g, b].map(x => 
    x.toString(16).padStart(2, '0')
  ).join('');
}

console.log(rgbToHex(255, 165, 0)); // 输出: "#ffa500"

八、性能考虑

对于大量数据的进制转换，性能可能成为问题。以下是一些优化建议：

1. 避免在循环中重复创建相同的转换函数
2. 对于固定模式的转换，可以预先计算查找表
3. 考虑使用Web Workers进行后台处理

九、浏览器兼容性

大多数现代浏览器都支持上述方法，但需要注意：

1. BigInt在IE中不支持
2. 0o八进制表示法是ES6新增的
3. 旧版浏览器可能对parseInt的实现有细微差异

十、总结

JavaScript提供了强大的内置方法来进行进制转换：

1. 使用parseInt(string, radix)将字符串从指定进制转换为十进制
2. 使用number.toString(radix)将数字转换为指定进制的字符串
3. 结合这两种方法可以实现任意进制间的转换
4. 处理大数时考虑使用BigInt
5. 实际应用中注意错误处理和边界条件

掌握这些方法可以让你在处理数字表示、编码解码、数据存储等场景时更加得心应手。

附录：常用进制对照表

十进制	二进制	八进制	十六进制
0	0	0	0
1	1	1	1
2	10	2	2
3	11	3	3
4	100	4	4
5	101	5	5
6	110	6	6
7	111	7	7
8	1000	10	8
9	1001	11	9
10	1010	12	A