数値

Go言語で10進数から2進数への変換方法について解説

2025-04-15更新日: 2025-04-15

今回は、Go言語を使って10進数を2進数に変換する方法について解説します。

既に開発環境が整っている方を想定し、実装例を交えながらシンプルなコードで変換処理の流れを確認します。

目次から探す

変換処理の基本概要
- 10進数と2進数の基本
- 変換アルゴリズムの流れ
Go言語での変換実装
- 数値入力と検証手法
- 変換ロジックの構築
サンプルコードの解説と実行例
- コード主要部分の説明
- 実行結果の確認方法
まとめ

変換処理の基本概要

このセクションでは、10進数と2進数の違いや、どのような流れで変換が行われるのかを簡単に説明します。

数値の変換はコンピュータプログラミングの基本的な処理の一つで、今回の内容はGo言語を使った例で紹介します。

10進数と2進数の基本

10進数は、私たちが日常的に利用する数字表現です。

数字は0から9までの10種類の記号で表されます。

対して2進数は、コンピュータ内部で広く使用される表現で、0と1の2種類の記号で数字を表現します。

例えば、10進数の数値 $n$ を2進数に変換するプロセスは、次のように考えることができます。

$n$ を2で割り、その余りを記録する
商を再び2で割り、余りを記録する
商が0になるまでこの操作を繰り返す
記録した余りを逆順に並べる

この仕組みにより、元の10進数が2進数に変換されます。

ここで、基数が変わるため、各位が持つ意味も異なります。

変換アルゴリズムの流れ

10進数から2進数へ変換するアルゴリズムは、次の手順で進みます。

入力された10進数 $n$ の値が0かどうかを確認する。もし0であれば、変換後も”0″となる。
$n$ が0でない場合、 $n$ を2で割りながら余りを順次保存していく。
各計算では、剰余演算により現在の桁の2進数の数字が求まる。
商が0になるまでループし、余りをリストに格納する。
最終的にリストに格納された余りを逆順に並べることで、正しい2進数表現が得られる。

このような流れにより、数値の変換がシンプルに実現されます。

Go言語での変換実装

Go言語では、シンプルかつ直感的な記述で10進数から2進数への変換処理を実装することができます。

ここでは、入力時の検証から、実際の変換アルゴリズムの構築について順を追って解説します。

数値入力と検証手法

ユーザからの入力値を受け取り、正しく変換できる状態に整えるためには、入力の取得と検証が不可欠です。

入力値の取得方法

Go言語では、標準入力やコマンドライン引数を利用して値を取得することができます。

例えば、標準入力から数値を読み込む場合、fmt.Scanなどの関数を使って変数に格納します。

このとき、int型など適切な型を利用することで、後続の変換処理にスムーズに受け渡せるようにします。

バリデーションと整形

入力された値が10進数として正しいか確認するため、以下のバリデーションを行うことが一般的です。

ユーザ入力が数値であることを確認する
負の数が入力された場合の処理(今回の場合は正の整数を対象とする)
入力値が大きすぎないか、型の限界を超えていないか判断する

これらの確認により、プログラムが意図しない動作をするリスクを低減することができます。

変換ロジックの構築

実際の変換処理は、剰余演算とループ処理を組み合わせて行います。

ここでは、アルゴリズムの核心部分について紹介します。

剰余演算と商の計算

変換処理では、入力値 $n$ を2で割った余りが、その時点での2進数の下位桁となります。

具体的には、以下のような計算を繰り返し行います。

$r e m a i n d e r = n \mod 2$
$n = ⌊ n / 2 ⌋$

この計算結果を文字列として保存し、最終的に逆順に並べることで正しい2進数表現が得られます。

ループ処理による変換

上述の剰余演算を、forループを利用して繰り返し実行します。

ループの終了条件は、商が0になったときです。

この方法で、入力された10進数が2進数へと変換されます。

サンプルコードの解説と実行例

ここでは、Go言語を用いた10進数から2進数への変換プログラムのサンプルコードを提示し、その主要部分の解説および実行結果について説明します。

コード主要部分の説明

変換処理を実現するために、コードは大きく関数化されており、入力値の取得、変換処理、結果表示がそれぞれ分離されています。

以下のサンプルコードでは、主に以下のポイントが示されています。

関数化による処理の分割

convertDecimalToBinary関数は、10進数を2進数に変換する役割を持ち、再利用がしやすいように独立した関数として記述されています。
主な処理内容としては、入力値が0の場合の特別処理、ループ内で剰余演算と商の計算を行いながら変換文字列を構築する点です。

インラインコードでの処理例

実際にmain関数内で、変換用の関数と、入力された数値をそのまま渡す簡潔な呼び出し例が示されています。

次のサンプルコードは、シンプルな10進数の値を2進数に変換し、その結果を標準出力に表示する例です。

package main
import (
	"fmt"
)
// convertDecimalToBinaryは、10進数の整数を受け取り2進数の文字列を返す関数です。
func convertDecimalToBinary(number int) string {
	// numberが0の場合、"0"を返す
	if number == 0 {
		return "0"
	}
	// 変換結果を保存する文字列
	result := ""
	// numberが0になるまでループ
	for number > 0 {
		// 現在の下位桁を求める(剰余演算)
		remainder := number % 2
		// 下位桁を文字列に結合、後ろに追加することで桁を逆にする
		result = fmt.Sprintf("%d", remainder) + result
		// 商を計算し、次の桁の計算に進む
		number /= 2
	}
	return result
}
func main() {
	// サンプルとして10進数の数値を設定
	inputValue := 10 // 10進数の値
	// 変換処理の実行
	binaryResult := convertDecimalToBinary(inputValue)
	// 結果の出力
	fmt.Println("変換結果:", binaryResult)
}