在 C 中将二进制转换为十进制会出错

Posted 2023-03-29

【中文标题】在 C 中将二进制转换为十进制会出错

【英文标题】：Converting binary to decimal goes wrong in C

【发布时间】：2021-11-16 19:34:42

【问题描述】：

我编写了这个程序，将二进制数传递给函数并打印该二进制数的十进制值。问题是如果二进制数变大（如 11 个数字），该函数会打印完全不同的东西。我现在尝试解决了几个小时，但没有任何效果。

所以我的问题是：如何更改我的程序，以便在二进制数变大的情况下打印正确的十进制数？

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdint.h>

int int_log2_64(uint64_t x)  return 63 ^ __builtin_clzll(x); 
#define K(T) (((sizeof(#T) - 1) << 32) - T)
int digit_count(uint32_t x)


    static uint64_t table[] = 
        K(0), K(0), K(0),
        K(10), K(10), K(10),                         // 64
        K(100), K(100), K(100),                      // 512
        K(1000), K(1000), K(1000),                   // 4096
        K(10000), K(10000), K(10000),                // 32k
        K(100000), K(100000), K(100000),             // 256k
        K(1000000), K(1000000), K(1000000),          // 2048k
        K(10000000), K(10000000), K(10000000),       // 16M
        K(100000000), K(100000000), K(100000000),    // 128M
        K(1000000000), K(1000000000), K(1000000000), // 1024M
        K(1000000000), K(1000000000)                 // 4B
    ;

    int lg2 = int_log2_64(x);

    uint64_t n = (uint64_t)(x) + table[lg2];

    return n >> 32;


void binaryToDecimal(long long int bin)

    int l = digit_count(bin);
    char str[l];
    itoa(bin, str, 10);
    float sum[l];
    int x = l - 1;
    float answer;

    for (int i = 0; i < l; i++)
    
        if (str[i] == '1')
        
            sum[i] = pow(2, x);
        
        x--;
    

    for (int i = 0; i < l; i++)
    
        answer = answer + sum[i];
    
    printf("%.0f", answer);


int main()

    long long int bin = 10101101101;
    binaryToDecimal(bin);

附：我把代码改成了这个，它可以工作

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>

void binaryToDecimal(char *bin)

    int l = strlen(bin);
    int x = l - 1;
    float sum[l];
    float answer = 0;

    for (int i = 0; i < l; i++)
    
        if (bin[i] == '1')
            answer += pow(2, x);
        else
            sum[i] = 0;
        x--;
    

    printf("%.0f", answer);


int main()

    binaryToDecimal("010101101101");

【问题讨论】：

你想让binaryToDecimal(100)返回4吗？您是否意识到您可以用 64 位表示的最大 int 是 18446744073709551615（9223372036854775807，如果已签名）？

另外，itoa()（不在标准中，不在 POSIX 中）将int 作为第一个参数。您正在使用long long int，它可能会被转换为警告。打开所有编译器警告。 注意警告。

最大无符号 32 位整数是 4294967295，有符号 32 位整数是 2147483647。

除了使用 itoa 和使用 float 的所有问题之外，char str[l] 太短了，因为它没有空间容纳空终止符（也没有空间容纳可能导致的减号将long long int 转换为int 时算术溢出）。另外，answer 还没有被初始化。

@hasan void binaryToDecimal(long long int bin)。输入参数应该是一个字符串而不是long long int

【参考方案1】：

如何更改我的程序，以便在二进制数变大的情况下打印正确的十进制数？

通过将bin 变量设为字符串。

也就是说，你想要

void binaryToDecimal(const char *str)

   ...

然后你可以调用类似的东西

binaryToDecimal("101111000110000101001110");

在进行基本转换时，我认为使用整数变量作为输入总是错误的。如果我说

int x = 12;

不“x 是十进制整数”是真的。 x 是一个整数，句号——我只是碰巧使用了一个十进制常量来获取一个值。或者如果我说

int y = 0x7b;

那么说y 是十六进制就没有意义了——同样，y 只是一个整数。

表示整数的基数很重要：

在输入时，当我们使用scanf 和%d、%o 或%x 格式从用户那里读取数字时 使用标准库atoi 或strtol 函数转换字符串时 在输出时，当我们使用printf 以%d、%o 或%x 格式打印数字时

但在所有这些情况下，基数很重要的表示是一串数字字符，而不是整数。

不编写接受整数的“binary to ...”函数有两个原因。一个是，正如您所看到的，它人为且不必要地限制了您可以转换的数字范围。但更大的原因是这会让你的读者感到困惑，因为它只是错误。如果我看到一个函数调用

f(1001)

我想，“好吧，常量值 1001 正在传递给函数 f。”在任何情况下，我都无法想象它实际上是在尝试传递二进制数 9。

【讨论】：

对于初级人类程序员来说，它是“十进制”（在这个阶段是“数字”的同义词）。理解会随着时间而来

谢谢，我把代码改成了几行就可以了！

【参考方案2】：

您的代码过于复杂。切勿使用浮点数进行整数计算。

unsigned binaryToDecimal(long long int bin)

    unsigned answer = 0;
    int shift = 0;
    while(bin)
    
        answer += (bin % 10) << shift++;
        bin /= 10;
    
    return answer;


int main()

    long long int bin = 10101101101;
    printf("%u\n", binaryToDecimal(bin));

https://godbolt.org/z/5E8Gv6oqf

或者使用字符串传递二进制数：

unsigned binaryToDecimal(char *str)

    unsigned answer = 0;
    while(*str)
    
        answer <<= 1;
        answer += *str++ == '1';
    
    return answer;


int main()
 
    printf("%u\n", binaryToDecimal("10101101101"));

https://godbolt.org/z/4vfnETY1f