[代碼實例]用C++實現的簡單無符號整數進位轉換器

大家好啊,今天為大家帶來的是自己實現的用C++編寫的簡單進位轉換器,用於10進位數和8進位數,16進位數,2進位數的相互轉換. 首先,說明一下什麼是進位.n進位就是一種用來表示數值的方法,n進位,顧名思義,逢n進1.我們日常生活中使用的基本都是10進位數,逢10進1;現代電腦處理器所能處理的只能是 ...

大家好啊,今天為大家帶來的是自己實現的用C++編寫的簡單進位轉換器,用於10進位數和8進位數,16進位數,2進位數的相互轉換.

首先,說明一下什麼是進位.n進位就是一種用來表示數值的方法,n進位,顧名思義,逢n進1.我們日常生活中使用的基本都是10進位數,逢10進1;現代電腦處理器所能處理的只能是2進位數,雖然好像前蘇聯曾經嘗試研製10進位電腦,最後當然無疾而終.

電腦使用2進位的原因是它實現簡單,僅有0和1兩個碼元,又和自然世界某些事物的兩種狀態相對應(比如開關的開和斷開,電平的高和低等).在我們記錄和彙編語言的編寫中,常常使用16進位數,便於書寫,因為一個16進位數對應4個2進位數.一個8進位數對應3個2進位數,而一個10進位數對應4個2進位數,存在6個冗餘碼.在高級程式設計語言中,2進位,8進位,16進位分別用0b,0,0x作為首碼表示,如0xB2代表10進位數178.在彙編語言中,用B,O,H作為作為尾碼表示,如30H代表十進位數48,同時也是字元'0'的ASCII碼.

實現該小程式的關鍵是數制轉換演算法.無符號整數從任意進位到10進位,按權展開即可;從十進位到任意進位,採用短除法取餘數直至商為零.

短除法示例,十進位數53對應二進位數0b110101

下麵進入正題,整個工程由自定義頭文件convertfuncs.h和源程式文件main.cpp構成,代碼如下:

convertfuncs.h:

 1 #ifndef CONVERTFUNCS_H_INCLUDED
 2 #define CONVERTFUNCS_H_INCLUDED                      //包含警戒
 3 
 4 #include<iostream>
 5 
 6 using namespace std;
 7 
 8 const unsigned limit = (unsigned)(sizeof(unsigned)*8*0.3+1);  //限定可處理的10進位數最多位數,由機器實現決定
 9 
10 string deciToHex(unsigned deci) {                              //10進位轉16進位函數
11 
12     string hexStr(0.75*limit, ' ');     //目標字元串預留出一定空間,16進位數位數為對應10進位數的3/4,調用string類的構造函數
13     int Value=0;                                         //Value保存每次短除法的餘數
14     int i = 0;
15 
16     if( deci < 10)                                       //待轉換數小於10時,16和10進位表示方法相同
17         return string(1,(char)deci);
18 
19    for(; deci != 0; ++i, deci /= 16) {           //短除法迴圈
20         Value = deci%16;
21         switch(Value) {                               //多分支選擇表示10~15的字母
22            case 10 :hexStr.at(i) = 'A'; break;
23            case 11 :hexStr.at(i) = 'B'; break;
24            case 12 :hexStr.at(i) = 'C'; break;
25            case 13 :hexStr.at(i) = 'D'; break;
26            case 14 :hexStr.at(i) = 'E'; break;
27            case 15 :hexStr.at(i) = 'F'; break;
28            default :hexStr.at(i) =  Value+'0';       //用數字表示的要將數字轉化為對應的字元
29        }
30     }
31     hexStr=hexStr.substr(0, i);                        //取有字元的字串
32 
33     reverse(hexStr.begin(), hexStr.end());       //使用迭代器反轉字元串,因為寫入的高低位顛倒
34 
35     return hexStr;                                          //返回對應的16進位數字元串
36 }
37 
38 string deciToOct(unsigned deci) {                              //10進位轉8進位函數,結構類似於上
39 
40     string hexStr(limit, ' ');
41     int Value=0;
42     int i = 0;
43 
44     if( deci < 8)
45         return string(1,(char)deci);
46 
47    for(; deci != 0; ++i, deci /= 8) {
48         Value = deci%8;
49        hexStr.at(i) =  Value+'0';
50     }
51 
52     hexStr=hexStr.substr(0, i);
53 
54     reverse(hexStr.begin(), hexStr.end());
55 
56     return hexStr;
57 }
58 
59 string deciToBin(unsigned deci) {                              //10進位轉2進位函數,結構類似於上
60 
61     string hexStr(3*limit, ' ' );
62     int Value=0;
63     int i = 0;
64 
65     for(; deci != 0; ++i, deci /= 2) {
66         Value = deci%2;
67        hexStr.at(i) =  Value+'0';
68     }
69 
70     hexStr=hexStr.substr(0, i);
71 
72     reverse(hexStr.begin(), hexStr.end());
73 
74     return hexStr;
75 }
76 
77 long anyToDeci(string any, unsigned scale){             //按權展開函數
78 
79      long sum = 0;                                                     //sum為累加和
80      int n = any.length();                                            //使用string類的方法獲得字元串長度
81 
82     for(int i = 0; i < n; i++)
83         if(any.at(i) >= '0' && any.at(i) <= '9')
84             sum += (any.at(i) - '0')* pow(scale, n-1-i);         //按權展開的冪乘和累加
85         else  if(any.at(i) >= 'a' && any.at(i) <= 'f')           //對16進位用字母表示的數的處理
86                     sum +=  (any.at(i) - 'a'+10)* pow(scale, n-1-i);
87                 else
88                     sum +=  (any.at(i) - 'A'+10)* pow(scale, n-1-i);
89       return sum;
90 }
91 
92 #endif // CONVERTFUNCS_H_INCLUDED

limit是輸入的十進位數最多位數.若sizeof(unsigned)在某機器上為4,即無符號整數占用4Byte,也即32位,最大數為2³²,根據2¹⁰≈10³,有2²⁰≈10⁶,2³⁰≈10⁹,因此2³²至少用10位10進位數表示,因此輸入的十進位數最多10位.

main.cpp:

 1 #include<iostream>
 2 #include<algorithm>                    //reverse函數聲明在次頭文件中
 3 #include"convertfuncs.h"             //自定義頭文件
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 int main(){
 8 
 9      system("color 3F");                   //設置控制台視窗背景色和前景色
10 
11      int k = 0;
12      unsigned deci = 0;                  //輸入的10進位數
13      extern string deciToHex(unsigned);
14      extern string deciToOct(unsigned);
15      extern string deciToBin(unsigned);
16      extern long anyToDeci(string, unsigned);       //函數原型
17      string any = "";                         //預留的空字元串
18      unsigned scale=0;                    //進位標識
19 
20     cout<<"無符號整數數制轉換器"<<endl;
21     cout<<"By Alexios Yan"<<endl;
22     cout<<endl;
23 
24      while(true){                                                  //無限迴圈功能菜單
25     cin.sync();                                              //清空輸入緩衝區
26     cout<<"按任意鍵繼續"<<endl;
27     cin.get();
28      system("cls");                                        //清屏
29      cout<<"功能列表:"<<endl;
30      cout<<"0. 退出"<<endl;
31      cout<<"1. 10進位到16進位"<<endl;
32      cout<<"2. 10進位到8進位"<<endl;
33      cout<<"3. 10進位到2進位"<<endl;
34      cout<<"4. 2或8或16進位到10進位"<<endl;
35      cout<<endl;
36      cout<<"請選擇:"<<endl;
37      cin>>k;
38 
39      switch(k){                                       //根據選擇調用不同函數
40      case 0 : exit(0);
41                   break;
42      case 1 : cout<<"請輸入需要轉換的10進位數(不多於"<<limit-1<<"位):"<<endl;
43                   cin>>deci;
44                   cout<<"對應的16進位數是0x"<<deciToHex(deci)<<endl;
45                   cout<<endl;
46                   break;
47      case 2 : cout<<"請輸入需要轉換的10進位數(不多於"<<limit-1<<"位):"<<endl;
48                   cin>>deci;
49                   cout<<"對應的8進位數是0"<<deciToOct(deci)<<endl;
50                   cout<<endl;
51                   break;
52      case 3 : cout<<"請輸入需要轉換的10進位數(不多於"<<limit-1<<"位):"<<endl;
53                   cin>>deci;
54                   cout<<"對應的2進位數是0b"<<deciToBin(deci)<<endl;
55                   cout<<endl;
56                   break;
57      case 4 : cout<<"請輸入需要轉換到10進位的數:"<<endl;
58                  cin>>any;
59                  cout<<"請輸入該數的進位:"<<endl;
60                  cin>>scale;
61                  cout<<"結果是"<<anyToDeci(any, scale)<<endl;
62                  cout<<endl;
63                  break;
64      default : cout<<"選擇錯誤,請重新選擇"<<endl;
65                    cout<<endl;
66                    break;
67         }
68      }
69      return 0;
70 }

本工程在GCC編譯器下編譯通過,成功運行.在GCC編譯器在,不允許在switch語塊中定義變數.

運行截圖:

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