将整数更改为二进制数字字符串答案

【问题标题】：Changing integer to binary string of digits将整数更改为二进制数字字符串
【发布时间】：2012-01-03 13:27:36
【问题描述】：

我目前正在使用 C++ 模拟 MIPS 处理器，用于一个 comp 架构类，并且在从十进制数转换为二进制数（双向有符号数）时遇到了一些问题。直到最后一点，一切都运行良好，因为我当前的算法在 1

//Assume 32 bit decimal number
string DecimalToBinaryString(int a)
{
    string binary = "";
    int mask = 1;
    for(int i = 0; i < 31; i++)
    {
        if((mask&a) >= 1)
            binary = "1"+binary;
        else
            binary = "0"+binary;
        mask<<=1;
    }
    cout<<binary<<endl;
    return binary;
}

为了完整性，我还包括了我的其他算法。对于缺少 cmets，我深表歉意，但这很简单。

int BinaryStringToDecimal(string a)
{
    int num = 0;
    bool neg = false;
    if(a.at(0) == '1')
    {
        neg = true;
        for(int x = a.length()-1; x >= 0; x--)
        {
            if(a.at(x) == '1')
                a.at(x) = '0';
            else a.at(x) = '1';
        }
        a.at(a.length()-1) += 1;
        for(int x = a.length()-1; x >= 0; x--)
        {
            if(a.at(x) == '2')
            {
                if(x-1 >= 0)
                {
                    if(a.at(x-1) == '1')
                        a.at(x-1) = '2';
                    if(a.at(x-1) == '0')
                        a.at(x-1) = '1';
                    a.at(x) = '0';
                }
            }
            else if(a.at(x) == '3')
            {
                if(x-1 >= 0)
                    a.at(x-1) += '2';
                a.at(x) = '1';
            }
        }
        if(a.at(0) == '2')
            a.at(0) = '0';
        else if(a.at(0) == '3')
            a.at(0) = '1';
    }
    for(int x = a.length()-1; x >= 0; x--)
    {
        if(a.at(x) == '1')
            num += pow(2.0, a.length()-x-1);
    }
    if(neg)
        num = num*-1;   
    return num;
 }

另外，如果有人知道更有效地编写这些内容的任何好方法，我很想听听。我只上过两门编程入门课程，但一直在尝试不同的技术，看看我有多喜欢他们的风格。

【问题讨论】：

改变效率的一个选项是一次工作 4 位，将每个 nybble 映射到相应的 4 字符字符串。这将减少字符串分配。我还会考虑以 MSB 到 LSB 的顺序生成答案，而不是反之亦然，因此您可以使用binary += pattern[nybble];。在右侧扩展字符串可能（几乎无法衡量）比在左侧有效插入的位置更有效。
除非我真的需要自己进行转换，否则我会使用std::bitset 来处理转换和打印：std::cout << std::bitset<32>(a);。
除了像@JonathanLeffler 所说的那样从左到右工作，我建议您预先分配整个字符串，因为您知道输出将是 32 chars。根据您的字符串实现，它可能会或可能不会有所不同，但它肯定不会受到伤害。

标签： c++ algorithm binary

【解决方案1】：

这些实际上有标准的单线。

#include <bitset>

std::string s = std::bitset< 64 >( 12345 ).to_string(); // string conversion

std::cout << std::bitset< 64 >( 54321 ) << ' '; // direct output

std::bitset< 64 > input;
std::cin >> input;
unsigned long ul = input.to_ulong();

See this run as a demo.

【讨论】：

@Chaos_99 那是unreasonably old。你从哪里得到的？
@Chaos_99 很久以前没有人能设法制作出可靠的编译器，而且没有足够的用户和测试用例来进行足够的预发布 QA。那些日子已经结束，但有些人选择留在其中。
别告诉我，我宁愿早晚换。但是，如果您必须保证您的代码在 20 多年内完全一样编译，您就不能时不时地执行 apt-get upgrade。但是，让我们在这里结束。这对其他人没有帮助。
令人惊讶的是，似乎没有人提到 bitset 的 to_string 将返回填充的二进制表示。显然，由于 bitset 返回的集合的二进制表示正是它应该返回的。但是，如果有人“滥用”位集将整数转换为二进制字符串表示，他们将调用输出填充。 cout << bitset<16>(21); // outputs 0000000000010101
@parasrish 0x 表示十六进制，而不是二进制。 C++14 引入了以0b 开头的二进制字面量。

【解决方案2】：

替换：

if((mask&a) >= 1)

与任一：

if ((mask & a) != 0)

或：

if (mask & a)

你的问题是最后一位给你一个负数，而不是一个正数。

【讨论】：

【解决方案3】：

我检查了您的代码，没有发现任何错误。这是我使用的代码...

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main ()
{
  int a=1111165117;
  string binary  ("");
    int mask = 1;
    for(int i = 0; i < 31; i++)
    {
    if((mask&a) >= 1)
        binary = "1"+binary;
    else
        binary = "0"+binary;
     mask<<=1;
 }
 cout<<binary<<endl;
 system("PAUSE");         //optional if not using ideone
 return EXIT_SUCCESS;     //optional if not using ideone
 }

输出将是 1001110001010110101111010011101。我可以在 ideone 上运行它

【讨论】：

【解决方案4】：

1 int 转换的代码片段，您有几个选择：

将字符串转换为流并使用为流定义的运算符>>(int&) //更正 - 别介意 >:-) setbase() 流修饰符不支持 2 值作为参数
使用具有基值参数的标准 C 函数 strtol()（二进制为 2）

或者如果您真的想自己实现转换，请尝试以下代码：

int BinaryStringToDecimal(string a) 
{
    int Rslt = 0;
    int Mask = 1;
    for (int i = a.length()-1; i >= 0; --i, Mask <<= 1) {
        if (a.at(i) != '0') {
            Rslt |= Mask;
        }
    }
    return (Rslt);
}

请注意，与您的代码相比，此代码处理负数的方式不同：在您的函数中，最高位被视为符号。如果您的函数的字符串参数中最左边的位不在位置 32（从右数），您的函数可能会产生不正确的结果。在此处建议的代码中，没有特殊的符号处理。但是，如果您得到最左边的 32 位数字字符串，则 int 结果中的 MSB 将为 == 1，整数将为负数（应为负数）

【讨论】：

【解决方案5】：

为什么不能将int 转换为uint？然后很容易生成二进制字符串，因为您不必担心符号位。将二进制字符串转换为int 也是如此：将其构建为uint，然后将其转换为int：

string DecimalToBinaryString(int a)
{
    uint b = (uint)a;
    string binary = "";
    uint mask = 0x80000000u;
    while (mask > 0)
    {
        binary += ((b & mask) == 0) ? '0' : '1';
        mask >>= 1;
    }
    cout<<binary<<endl;
    return binary;
}

当然，您可以应用上述优化，例如预分配字符串缓冲区等。

另辟蹊径：

uint b = 0;
for (int i = 31; i >=0; --i)
{
    b <<= 1;
    if (a.at(i) == '1')
        b |= 1;
}
int num = (int)b;

【讨论】：