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什么是数字?

数字是用来书写数的符号;一个进制所用的数字个数恰好等于它的基数。

什么是数字?

数字

定义

数字是用来书写数的符号。十进制恰好有十个:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。

数字不是数量本身,而是记录数量的记号。

数字与数

数字数
本质一个符号一个数量
有多少十进制中有十个无穷多
例子0、77、128、−3、π

数 128 由三个数字写成:1、2 和 8。数 7 只由一个数字写成,而这个数字与它同名——两个词常被混淆,原因正在于此。

一个有用的类比

数字之于数,正如字母之于词:有限的字母表记录无限的词汇。

如同一切类比,它也有边界。在一个词中,字母的位置不赋予它任何值;而在一个数中,数字的位置精确地决定它的值。

位值记数法

一个数字的值取决于它写在哪里:

205=2×102+0×101+5×100205 = 2 \times 10^2 + 0 \times 10^1 + 5 \times 10^0205=2×102+0×101+5×100

数字 2 在 512 中表示二,在 205 中表示二百。改变的只是它的位置。

零在这里有其独特作用:它不增添任何数量,却占据一个位。没有零,205 与 25 将写成同一个样子。

并非所有记数系统都如此。罗马数字是加法与减法的,但不是位值的:无论处在哪一位,X 在 XVI 与 XIV 中都表示十。

10² 10¹ 10⁰ 2 0 5 200 + 0 + 5 205

更换进制

可用数字的个数决定了基数。基数为 bbb 的进制,恰好用 bbb 个数字书写,从 0 到 b−1b-1b−1。

基数名称数字十三写作
2二进制0、11101
8八进制0 至 715
10十进制0 至 913
16十六进制0 至 9、A 至 FD

十六进制需要十六个符号:通常的十个数字不够用,于是借用字母。这说明「数字」指的是一种角色,而非一种形状——在十六进制中,A 就是一个数字。

小结

数字是符号,数是数量;而赋予数字分量的,是它所处的位置。