[Python] 16進数と10進数を相互変換する方法

Pythonでは、16進数と10進数の相互変換が簡単に行えます。

10進数を16進数に変換するには、組み込み関数hex()を使用します。この関数は整数を受け取り、対応する16進数の文字列を返します。

逆に、16進数を10進数に変換するには、int()関数を使用します。この関数は16進数の文字列と基数16を引数に取り、対応する10進数の整数を返します。

これらの関数を活用することで、数値の形式を簡単に変換できます。

Pythonでの数値変換の基本

Pythonの数値型

Pythonでは、数値は主に以下の3つの型に分類されます。

これらの数値型は、数値の演算や変換において重要な役割を果たします。

文字列としての数値

Pythonでは、数値を文字列として扱うこともできます。

例えば、ユーザーからの入力やファイルから読み込んだデータは、通常文字列として取得されます。

この場合、数値としての演算を行うためには、文字列を数値型に変換する必要があります。

number_str = "255"
number_int = int(number_str)  # 文字列を整数に変換

このように、int()関数を使用して文字列を整数に変換できます。

int関数とhex関数の基本

Pythonには、数値の変換を行うための便利な関数がいくつか用意されています。

特に、int()関数とhex()関数は、10進数と16進数の相互変換においてよく使用されます。

• int(x, base)：文字列xを指定した基数baseの整数に変換します。

基数は2から36まで指定可能です。

• hex(x)：整数xを16進数の文字列に変換します。

以下は、これらの関数を使用したサンプルコードです。

decimal_number = 255
hex_number = hex(decimal_number)  # 10進数を16進数に変換
print(hex_number)  # 出力: 0xff

このコードでは、10進数の255を16進数に変換し、0xffという結果が得られます。

hex()関数は、変換結果に0xというプレフィックスを付加します。

10進数から16進数への変換

int関数を使った変換

int()関数は、10進数の整数を16進数に変換するために使用されます。

具体的には、int()関数を使って10進数を整数として受け取り、hex()関数で16進数に変換します。

decimal_number = 255
hex_number = hex(decimal_number)  # 10進数を16進数に変換
print(hex_number)  # 出力: 0xff

このコードでは、10進数の255を16進数に変換し、0xffという結果が得られます。

format関数を使った変換

format()関数を使用することで、より柔軟に数値を16進数に変換することができます。

format()関数は、数値を指定した形式で文字列に変換します。

decimal_number = 255
hex_number = format(decimal_number, 'x')  # 小文字の16進数に変換
print(hex_number)  # 出力: ff

このコードでは、format()関数を使って10進数の255を小文字の16進数に変換しています。

f文字列を使った変換

Python 3.6以降では、f文字列を使用して数値を16進数に変換することもできます。

f文字列は、文字列内に変数を埋め込むことができる便利な機能です。

decimal_number = 255
hex_number = f"{decimal_number:x}"  # 小文字の16進数に変換
print(hex_number)  # 出力: ff

このコードでは、f文字列を使って10進数の255を小文字の16進数に変換しています。

変換の実例とコード例

以下に、10進数から16進数への変換を行う実例を示します。

この例では、複数の10進数を16進数に変換し、結果を表示します。

decimal_numbers = [0, 1, 10, 255, 4095]
for number in decimal_numbers:
    hex_number = hex(number)  # 16進数に変換
    print(f"10進数: {number} -> 16進数: {hex_number}")

このコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

10進数: 0 -> 16進数: 0x0
10進数: 1 -> 16進数: 0x1
10進数: 10 -> 16進数: 0xa
10進数: 255 -> 16進数: 0xff
10進数: 4095 -> 16進数: 0xfff

このように、10進数を16進数に変換する方法はいくつかあり、用途に応じて使い分けることができます。

16進数から10進数への変換

int関数を使った変換

int()関数を使用することで、16進数の文字列を10進数の整数に変換することができます。

int()関数の第2引数に基数を指定することで、任意の基数の数値を変換できます。

16進数の場合は基数として16を指定します。

hex_number = "ff"
decimal_number = int(hex_number, 16)  # 16進数を10進数に変換
print(decimal_number)  # 出力: 255

このコードでは、16進数の文字列"ff"を10進数に変換し、結果として255が得られます。

変換の実例とコード例

以下に、複数の16進数を10進数に変換する実例を示します。

この例では、リストに格納された16進数の文字列をループで処理し、それぞれを10進数に変換して表示します。

hex_numbers = ["0", "1", "a", "ff", "fff"]
for hex_num in hex_numbers:
    decimal_number = int(hex_num, 16)  # 16進数を10進数に変換
    print(f"16進数: {hex_num} -> 10進数: {decimal_number}")

このコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

16進数: 0 -> 10進数: 0
16進数: 1 -> 10進数: 1
16進数: a -> 10進数: 10
16進数: ff -> 10進数: 255
16進数: fff -> 10進数: 4095

このように、int()関数を使うことで、16進数から10進数への変換が簡単に行えます。

さまざまな16進数の値を扱う際に非常に便利です。

応用例

16進数を使った色コードの変換

Webデザインやグラフィックデザインでは、色を16進数で表現することが一般的です。

例えば、RGBカラーコードは#RRGGBBの形式で表されます。

Pythonを使って、16進数の色コードをRGBの整数値に変換することができます。

hex_color = "#ff5733"
# 16進数の色コードをRGBに変換
r = int(hex_color[1:3], 16)
g = int(hex_color[3:5], 16)
b = int(hex_color[5:7], 16)
print(f"RGB: ({r}, {g}, {b})")  # 出力: RGB: (255, 87, 51)

このコードでは、16進数の色コード#ff5733をRGBの整数値に変換しています。

バイナリデータの操作

バイナリデータを扱う際にも、16進数はよく使用されます。

例えば、ファイルのバイナリデータを16進数で表示することで、データの内容を視覚的に確認することができます。

with open("example.bin", "rb") as file:
    byte = file.read(1)
    while byte:
        print(f"{int.from_bytes(byte, 'big'):02x}", end=' ')
        byte = file.read(1)

このコードは、バイナリファイルexample.binの内容を16進数で表示します。

メモリアドレスの表示

プログラムのデバッグやパフォーマンス分析を行う際に、メモリアドレスを16進数で表示することが重要です。

Pythonでは、オブジェクトのメモリアドレスを取得し、16進数で表示することができます。

my_list = [1, 2, 3]
address = id(my_list)
print(f"メモリアドレス: {hex(address)}")  # 出力例: メモリアドレス: 0x7f8c3c0a1d90

このコードでは、リストmy_listのメモリアドレスを16進数で表示しています。

デバッグ時の数値表示

デバッグ時に数値を16進数で表示することで、特にビット演算やメモリ操作を行う際に、数値の状態を把握しやすくなります。

以下は、デバッグ用に数値を16進数で表示する例です。

value = 255
print(f"デバッグ: 値 = {value}, 16進数 = {hex(value)}")  # 出力: デバッグ: 値 = 255, 16進数 = 0xff

このコードでは、変数valueの値を10進数と16進数の両方で表示しています。

デバッグ時に数値の状態を確認するのに役立ちます。

よくある質問

まとめ

この記事では、Pythonを使用して16進数と10進数の相互変換を行う方法について詳しく解説しました。

数値の変換に関する基本的な知識から、応用例やよくある質問まで幅広くカバーしています。

これを機に、Pythonでの数値変換を活用し、プログラミングスキルをさらに向上させてみてください。