一、什么是16进制？
在计算机中，16进制是一种常用的数字表示方式。它是以16为基数，使用0至9和A至F共计16个符号来表示数码。其中，A~F表示10~15，这样做可以有效压缩数字的长度，节约存储空间。在16进制中，每个数字的位权分别为16的0次方、16的1次方、16的2次方……以此类推。
在Python中，我们可以使用多种方法将16进制数转换为十进制数。比如，使用int()函数将16进制字符串转换成整数，同时指定字符串是16进制：
hex_str = '4D5' dec_num = int(hex_str, 16) print(dec_num)
输出结果为：
1237
二、Python中16进制的应用
1. 运算符
在Python中，我们可以使用16进制进行位运算。如下表所示，共有6个位运算符。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| & | 按位与 | 0xC3 & 0x3F=0x03 |
| | | 按位或 | 0x60 | 0x1F=0x7F |
| ^ | 按位异或 | 0x5E ^ 0x3F=0x61 |
| ~ | 按位取反 | ~0x5E=0xA1 |
| << | 左移 | 0x0E << 2=0x38 |
| >> | 右移 | 0xE0 >> 2=0x38 |
2. 字符串操作
在Python中，字符串可以通过hex()函数转换为16进制格式。例如，将字符串"Hello World"转换为16进制格式的字符串：
string = "Hello World" output = ''.join(format(ord(x), '02x') for x in string) print(output)
输出结果为：
48656c6c6f20576f726c64
同时，我们也可以将16进制格式的字符串转换为字符串。例如，将16进制格式的字符串"48656c6c6f20576f726c64"转换为原始字符串：
hex_string = "48656c6c6f20576f726c64"
output = bytes.fromhex(hex_string).decode('utf-8')
print(output)
输出结果为：
Hello World
3. 数据存储
在Python中，我们可以使用struct库对二进制数据进行封装和解封装操作。其中，pack()函数可以将数据按照指定的格式打包成字节序列，而unpack()函数可以将字节序列解封装成原始数据。在使用pack()函数时，可以使用两个字符的格式代码来指定数据类型，如下表所示。
| 格式代码 | 数据类型 |
|---|---|
| x | 空字节 |
| b/B | 有符号/无符号字节型整数 |
| h/H | 有符号/无符号短整型 |
| i/I | 有符号/无符号整型 |
| q/Q | 有符号/无符号长整型 |
| f | 单精度浮点数 |
| d | 双精度浮点数 |
| s | 字符串 |
例如，使用pack()函数将数字1、2和3以16进制格式打包成一个字节序列：
import struct
packed_data = struct.pack('BBB', 1, 2, 3)
print(packed_data.hex())
输出结果为：
010203
同时，我们也可以使用unpack()函数将字节序列解封装成原始数据。例如，解封装刚才打包的字节序列：
unpacked_data = struct.unpack('BBB', packed_data)
print(unpacked_data)
输出结果为：
(1, 2, 3)
三、总结
在Python编程中，16进制是一种常用的数字表示方式，可以在位运算、字符串操作和数据存储中发挥重要作用。在实际应用中，我们常需要将十进制数转换成16进制数或者将16进制数转换成十进制数，使用Python的内置函数可以轻松实现这一功能。同时，我们通过代码示例介绍了Python中使用16进制进行位运算、字符串操作和数据存储的方法。
