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C语言小程序：打印整数的二进制

第七根弦 2015 年 1 月 14 日 UC 发表评论 (0)

整数在内存中到底是怎样存储的？最好的方法就是将其打印出来看一看。在C的标准库中 <stdio.h>中有一个相当强大的输出函数：printf。但是它却不能够打印出整数的二进制形式。怎么办呢？自己写一个吧！

10进制到二进制的转换是通过短除法进行的，像下面这样：

本想按照这样的算法写一个打印程序，但是转念一想要是负数怎么办？是否可以和正数一样使用同样的算法？是否还有更简洁易懂的方法（我觉得除法有点不好懂）。还是得另外想个办法。最后发现可以用位运算来做。

通过观察，我们可以从二进制数的最高位开始访问，如果是1就打印1，是0就打印0。直到二进制数的最后一位。下面是我写的一个测验程序，打印8位二进制数：

C++
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int print_int_8bit(char value)
{
    unsigned char index = 0x80;
    while (index > 0)
    {  
        putchar(value & index ? '1' : '0');
        index >>= 1;
    }      
}

变量index就像一个“游标”一样，它让我们可以从value的最高位一直访问到最低位。（想想为什么要将index声明为 unsigned 类型）。

Shell
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print_int_8bit(10);
print_int_8bit(-10);
/* 运行结果 */
00001010
11110110

如果你要打印16位，32位二进制的整数呢？只要修改index的类型即可。下面这个函数接受两个参数，第一个参数是要打印的整数，第二个参数是你要打印多少位（可以是8,16,32）。

C++
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void print_int_bit(int value,int type)
{
    unsigned int index = 0x80000000;
    switch(type)
    {
        case 8:
        index = 0x80;
        break;
        case 16:
        index = 0x8000;
        break;
        case 32:
        index = 0x80000000;
        break;
    }
    while(index > 0)
    {
        putchar(value & index ? '1' : '0');
        index >>= 1;
    }
}

如果你要打印整数10，你可以这样：

Shell
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print_int_bit(10,8);
print_int_bit(10,16);
print_int_bit(10,32);
 
/* 运行结果 */
00001010
0000000000001010
00000000000000000000000000001010

如果我像下面这样调用会不会出bug？

C++
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char x = 13;
print_int_bit(x,32)
 
/*
** 调用print_int_bit，打印一个8位char
** 但是要打印出32位，会不会有bug？
** 答案是 不会
** 因为C语言函数参数是值传递
** 所以value不足的部分会用0填充
*/

但是index变量为什么要声明成unsigned呢？
这是因为如果将其声明为一个有符号数，比如char 。在使用0×80（二进制10000000）初始化时，它是一个负数-128。而我们是通过判断index是否大于0来确定是否已经访问完value的所以二进制位的。所以不能将其声明为char，否则你将什么都看不到（循环不执行）。

如果你有兴趣可以将其声明为有符号整数，然后看看怎么修改函数才能让它正常工作。PS：char 和 unsigned char 使用 0×80 初始化是其二进制表示都是 10000000。

（全文完）

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