Кодировки

1. Восьмеричная кодировка

Кстати о кодировках. Как вы знаете, в повседневной жизни мы используем десятичную систему счисления: все наши числа состоят из 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Цифр 10 штук, вот система и называется десятичной.

Однако программисты — большие выдумщики, и тут же придумали кодировки с другим количеством цифр. Например, 64, 16, 8 и 2.

С кодировкой из 8 цифр проще всего: они просто отбросили цифры 8 и 9 и получили восьмеричную кодировку (восьмеричную систему счисления).

И вы можете, да-да, задавать числовые литералы в восьмеричной системе. Если, конечно, вам это очень нужно. Это проще, чем кажется. Вам нужно просто перед числом написать цифру 0.

Другими словами, любой целочисленный литерал, начинающийся с 0, считается Java восьмеричным.

Примеры:

int x = 015; 

int x = 025; 

int x = 0123; 

int x = 078;

Вряд ли вам понадобится писать восьмеричные числа в коде, однако вы должны знать, что это такое. Ведь вам придется читать код, написанный другими. А как уже выше говорилось, программисты — большие выдумщики.

Ну и запомните, что нельзя просто так писать 0 впереди числа.

2. Двоичная кодировка

Двоичная кодировка еще интереснее. Если в восьмеричной у нас остались только цифры 0-7, то в двоичной остались только цифры 0 и 1. Зачем же нужна такая кодировка?

Все дело в устройстве компьютера. Все в компьютере работает на электричестве, и как оказалось, самый эффективный способ что-то в нем хранить и передавать — использовать два состояния: нет электричества в проводе (ноль) и есть электричество (единица).

Вот отсюда и растут корни популярности двоичной кодировки.

В принципе в Java она используется не так уж часто: Java считается языком высокого уровня, полностью абстрагированным от железа, на котором выполняется. Действительно: не все ли вам равно, в каком виде хранятся и обрабатываются данные внутри компьютера?

Но за прошедшие десятилетия программисты полюбили двоичную кодировку (и кодировки, основанные на ней), поэтому в Java есть операторы, которые при работе учитывают двоичную форму числа. Да и точность вещественных чисел зависит от их представления в двоичной кодировке.

В общем, лучше знать об этой кодировке, чем не знать.

И в Java, как в случае с восьмеричной кодировкой, есть способ задать литералы в двоичной кодировке. Т.е. состоящие только из символов 0 и 1. Чтобы Java-компилятор понял, что в коде записан числовой литерал в двоичной кодировке, а не просто десятичное число, состоящее из нулей и единиц, все двоичные литералы, предвещаются префиксом 0b (b от слова binary).

Примеры:

int x = 0b100; 

int x = 0b1111; 

int x = 0b1111000111; 

int x = 0b12000;

3. Шестнадцатеричная кодировка

Кроме восьмеричной и двоичной кодировок, литералы можно записывать и в шестнадцатеричной системе. Это очень популярная кодировка.

Все дело в том, что двоичная запись хоть и максимально приближена к реальному виду хранения чисел, работать с таким числом человеку слишком сложно: миллион будет содержать не 7 цифр, а 20.

Поэтому программисты придумали шестнадцатеричную систему. Ведь 16 — это 2⁴, поэтому одной шестнадцатеричной цифре соответствует ровно 4 бита. Грубо говоря, каждые 4 бита теперь можно записать одной шестнадцатеричной цифрой.

У шестнадцатеричной кодировки тоже есть свой уникальный префикс — 0x. Примеры:

Хорошо, спросите вы, понятно, как получить восьмеричную систему: мы просто выбросили цифры 8 и 9, но где взять 6 недостающих цифр для шестнадцатеричной системы? Хотелось бы их увидеть!

Тут все довольно просто. В качестве 6 недостающих цифр взяли 6 первых букв английского алфавита: A (10), B (11), C (12), D (13), E (14), F (15).

Примеры:

4. Как перевести число из шестнадцатеричной кодировки

Перевести число из шестнадцатеричной в десятичную систему очень просто. Допустим, у вас есть число 0xAFCF. Сколько это будет в десятичной?

Во-первых, у нас позиционная система счисления, а значит, каждый разряд увеличивает значение цифры в 16 раз:

A*16³ + F*16² + C*16¹ + F

Символу А соответствует число 10, символу C соответствует число 12, символу F — пятнадцать. Получаем:

10*16³ + 15*16² + 12*16¹ + 15

Возведем 16 в степень и получим:

10*4096 + 15*256 + 12*16 + 15

Просуммируем все и получим:

45007

Зато теперь вы знаете, как это число хранится в памяти:

0xAFCF

А теперь преобразуем его в двоичную кодировку. В двоичной это будет:

0b1010111111001111

Каждым четырём битам соответствует ровно один символ шестнадцатеричной кодировки. Очень удобно. Без всяких умножений и возведений в степень.