16進数とは？2進数・10進数との変換方法をわかりやすく解説

ソースコードの中に「0x1A」と書かれていたり、CSSで「#2E8B57」のような文字列を見かけたりしたことはないでしょうか。
私もエンジニアの勉強を始めたばかりの頃は、「数字とアルファベットが混ざった見慣れない記号だな」と戸惑った記憶があります。
実はこれ、16進数の表記なんです。
16進数は0〜9の数字にA〜Fのアルファベットを組み合わせて数を表すもので、基数は16になります。

コンピュータの内部ではすべて2進数で処理されていますが、2進数は桁数がどうしても多くなってしまいます。
そこで人間が扱いやすいように、16進数に置き換えることがよくあります。2進数の4桁はちょうど16進数の1桁に対応するため、変換も難しくありません。

この記事では16進数の基本ルールから、色指定やデータ通信での使われ方、0xやカラーコードの読み方、Python・JavaScript・Excelでの変換方法まで解説します。
基本情報技術者試験で問われる計算パターンについても触れているので、ぜひ最後まで読んでみてください。

16進数をちゃんと理解するための基礎知識

10進数の仕組み

16進数の前に、まず10進数について解説します。
私たちが普段の生活で使っているのが、この10進数です。

10進数は「0」「1」「2」……と数を数えていき、「9」まで来ると1桁では表せなくなるため、桁を1つ増やして「10」とします。
使える数字が0から9までの10種類であることから、10進数と呼ばれています。

基数とは何か

1つの桁に出てくる数字の数を「基数」といいます。
基数は「底」と呼ばれることもあります。
10進数は10を、16進数は16を基数（底）とする数え方です。

16進数とは

16進数の数え方

10進数とは、「0」から「9」の10種類を使いますが、16進数には16種類の数字を使います。
しかし、文字としての数字は「0」から「9」の10種類しかないため、アルファベットのA～Fを「数字」 として使用します。
16進数の場合、「9」の次は「A」（10進数で言うところの10）、「B」（10進数で言うところの11）・・・と続き、「F」（10進数で言うところの15）まで表現します。
ここまでは1桁ですが、10進数で言うところの16に該当する値は16進数だと「10」と表現します。

ちなみに、2進数は「0」と「1」の2種類で値を表現します。

コンピュータでは2進数が用いられます。
しかし、2進数ですべてを表現しようとするとデメリットがあります。
2進数は桁上がりが激しく、大きな値を2進数で表現しようとするとそうしても桁数も多くなってしまいます。
たとえば、10進数の10は2進数では「1010」ですが、 16進数では「A」と表せます。

このように、大きな値を表すのに2進数ではなく16進数が重宝されます。

（例）

2進数を下桁から4桁ごとに区切り、4桁単位で16進数に置きかえられます。

16進数にはアルファベットが混ざる分、慣れるまで難しく感じるかもしれませんが、「0」と「1」だけで表現する2進数よりは、 はるかに扱い易いでしょう。

プログラミングにおける「0x」表記

16進数の「10」は、10進数の「10」とは違う値（10進数でいう16）を指します。
数字だけを見比べても、どちらの意味かは区別できません。

そこで多くのプログラミング言語では、16進数の値の先頭に「0x」という接頭辞を付けて区別します。
「0x」が付いている数値は16進数として読む、というルールです。

「0x10」は10進数の16を表しており、これを「10」と読み間違えると本来の値を見誤ってしまいます。
ソースコードの中で「0x」を見かけたら、16進数が使われているサインだと考えればOKです。

16進数がコンピュータ関連で登場する理由

16進数がコンピュータ関連で重宝されるのは、コンピュータにとっても人間にとっても都合がいいからです。

コンピュータの内部では2進数がすべての基本ですが、人間がそのまま読み書きするのは大変です。
たとえば10進数の100は、2進数だと「1100100」と7桁にもなります。
これを16進数にすると「64」の2桁で済み、桁数がぐっと減ります。

一方でコンピュータ側から見ても、16進数は10進数より扱いやすい進数です。
理由は単純で、2進数の4桁（4ビット）が、そのまま16進数の1桁に対応するからです。
桁の対応がシンプルなぶん、変換の処理も軽くて済みます。

16進数の活用例

16進数はコンピュータ分野で幅広く活用されています。

色の指定

Webページの文字色の指定は16進数で行います。
RGB値といって、左から2桁ずつ、00からFFまで（10進数では0から255に相当）の256種類で赤、緑、青の色の階調を表し、3色の合成されたものが表示されています。
つまり、256×256×256＝16,777,216通りの色を表せます。
先頭に付く「#」は、この後に続く6桁が16進数のカラーコードであることを示す記号です。
6桁は2桁ずつ3つに分かれており、それぞれ赤（R）・緑（G）・青（B）の強さを表しています。

たとえば「#FF0000」は、赤の強さが最大（FF）で、緑と青が0のため、赤一色になります。
「#」の後ろの数字を2桁ずつ区切って読むことで、どんな色を表しているかを読み解けるようになります。

文字コード

ASCIIでは文字を16進数で表します。

プログラミング

プログラミングのメモリアドレスやビットフラグなどにおいて16進数を使ってより簡潔に値を表現することがあります。

データ通信

データ通信のパケットやバイト列を16進数で表示することがあります。

データベース関連

データベース管理やバックアップに2進数や16進数でデータのインポート・エクスポートを行うことがあります。

ネットワーク関連

IPアドレスなどのネットワーク関連領域で16進数が用いられることがあります。

基数変換の手順

ある進数で示された値を、別の進数に置きかえることを基数変換といいます。
ここでは、10進数の201（2進数では11001001、16進数ではC9）を例に、6つの変換方法を解説します。

2進数→10進数への基数変換

2進数の各桁には、右から1、2、4、8、16……という重みがあります。
桁が「1」であれば重みをそのまま使い、「0」であれば0として扱い、すべての桁を足し合わせると10進数になります。

128+64+8+1＝201となり、2進数「11001001」は10進数の201です。

10進数→2進数への変換

10進数の値を2で割り、商が0になるまで割り算を繰り返します。出てきた余りを下から順に並べると2進数になります。

余りを下から並べると11001001となり、10進数の201は2進数の11001001です。

2進数→16進数への変換

2進数を右から4桁ずつ区切り、それぞれを10進数に直したうえで16進数の1文字に置き換えます。

並べるとC9となり、2進数の11001001は16進数のC9です。

16進数→2進数への変換

16進数の1文字を10進数に直し、それを4桁の2進数に置きかえます（A〜Fは10〜15として扱います）。

つなげると11001001となり、16進数のC9は2進数の11001001です。

10進数→16進数への直接変換

10進数を16で割ることで、2進数を経由せず直接16進数に変換できます。
値を16で割り、値が0になるまで割り算を繰り返し、余りを下から順に並べます。

余りを下から並べるとC9となり、10進数の201は16進数のC9です。

16進数→10進数への直接変換

16進数の各桁には、右から1、16、256……という重みがあります。
各桁の値（A〜Fは10〜15）に重みを掛けて合計すると10進数になります。

192+9＝201となり、16進数のC9は10進数の201です。

n進数→10進数への基数変換

各桁を10進数に直して合計します。

（例1）16進数の2A→16×2+10＝42

（例2）2進数の101→2∧2×1+2∧0×1＝4+1＝5

10進数→n進数への基数変換

変換する10進法の数をnで割り、余りの数を右に記述します。出た商を連続で割り、下から逆L字に数字を拾うことでn進法に変換できます。

主要言語での変換方法

ここまでは手計算による変換方法を紹介しましたが、実際のプログラミングでは、関数を使うことで簡単に変換することができます。
ここでは、Python・JavaScript・Excelでの変換方法を紹介します。

Pythonでの変換方法

10進数を16進数に変換するには、hex()関数を使います。

value = 201
print(hex(value))

value = 201
print(hex(value))

0xc9

0xc9

16進数を10進数に変換するには、int()関数の第2引数に16を指定します。

value = "c9"
print(int(value, 16))

value = "c9"
print(int(value, 16))

201

201

JavaScriptでの変換方法

10進数を16進数に変換するには、数値のtoString()メソッドに16を渡します。

let value = 201;
console.log(value.toString(16));

let value = 201;
console.log(value.toString(16));

16進数を10進数に変換するには、parseInt()関数の第2引数に16を指定します。

let value = "c9";
console.log(parseInt(value, 16));

let value = "c9";
console.log(parseInt(value, 16));

Excelでの変換方法

10進数を16進数に変換するには、DEC2HEX関数を使います。

=DEC2HEX(201)

=DEC2HEX(201)

16進数を10進数に変換するには、HEX2DEC関数を使います。

=HEX2DEC("C9")

=HEX2DEC("C9")

早見表【10進数・2進数・16進数】

ITスキルの習得方法は？

書籍やインターネットで学習する方法があります。昨今では、YouTubeなどの動画サイトやエンジニアのコミュニティサイトなども充実していて多くの情報が手に入ります。
そして、より効率的に知識・スキルを習得するには、知識をつけながら実際に手を動かしてみるなど、インプットとアウトプットを繰り返していくことが重要です。特に独学の場合は、有識者に質問ができたりフィードバックをもらえるような環境があると、理解度が深まるでしょう。

ただ、ITスキルを身につける際、どうしても課題にぶつかってしまうことはありますよね。特に独学だと、わからない部分をプロに質問できる機会を確保しにくく、モチベーションが続きにくいという側面があります。独学でモチベーションを維持する自信がない人にはプログラミングスクールという手もあります。費用は掛かりますが、その分スキルを身につけやすいです。しっかりと知識・スキルを習得して実践に活かしたいという人はプログラミングスクールがおすすめです。

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