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c++中如何进行进制转换_c++十进制转二进制方法

穿越時空

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发布时间:2026-01-05 17:14:02

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来源于php中文网

原创

std::bitset 是已知位宽下十进制转二进制最简洁方案,编译期确定大小、无运行时除法开销,但仅支持无符号输入且不自动去前导零;负数会按补码解释为大正数。

c++中如何进行进制转换_c++十进制转二进制方法

std::bitset 快速转十进制到二进制(适合已知位宽)

如果数值范围明确(比如 int 是 32 位),std::bitset 是最简洁、无符号、不带前导零的方案。它本质是编译期确定大小的位容器,不是运行时计算,所以没有除法开销。

注意:它只接受无符号整数类型,传入负数会按补码解释为大正数;且必须在编译期知道位数,不能动态指定。

  • int 到 32 位二进制字符串:
    int n = 13;
    std::bitset<32> b(n);
    std::string s = b.to_string(); // "00000000000000000000000000001101"
  • 去掉前导零(需手动):
    std::string trimmed = s.substr(s.find('1')); // "1101"
    ,但若 n==0 会越界,得先判断
  • 想转成 8 位?写 std::bitset;超出位宽会截断低 8 位

std::to_chars(C++17)做无分配、高性能转换

这是标准库中唯一专为数值转字符串设计的底层接口,不分配堆内存、不抛异常、支持进制参数,适合性能敏感或嵌入式场景。

缺点是需要自己准备足够大的缓冲区,并处理返回码;不自动补零,也不处理负数——十进制转二进制时,负数得先决定用什么表示法(原码/补码),std::to_chars 只处理无符号值。

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  • 基本用法(假设值非负):
    unsigned int n = 42;
    char buf[65]; // 64 位数最多 64 字符 + 1 个 '\0'
    auto [ptr, ec] = std::to_chars(buf, buf + sizeof(buf), n, 2);
    if (ec == std::errc{}) {
        std::string s(buf, ptr); // "101010"
    }
  • 缓冲区太小会返回 std::errc::value_too_large,务必检查 ec
  • 不能直接传 int 负值;要转负数,得先转成对应位宽的无符号类型再操作(例如 static_cast(n)

手写循环除 2 法(教学/兼容老标准用)

虽然不如标准库高效,但逻辑透明、完全可控,适合理解原理或在 C++98 环境下使用。关键点在于:余数是低位,要逆序拼接;0 要单独处理。

  • 典型实现:
    std::string dec2bin(int n) {
        if (n == 0) return "0";
        std::string s;
        unsigned int u = (n < 0) ? static_cast(n) : n; // 按补码解释负数
        while (u) {
            s.push_back('0' + (u & 1)); // 比 u % 2 更快
            u >>= 1;
        }
        std::reverse(s.begin(), s.end());
        return s;
    }
  • 对负数直接转 unsigned int,得到的是该平台下的补码二进制表示(如 -1 → 全 1)
  • 没考虑 INT_MIN 的绝对值溢出问题(abs(INT_MIN) 未定义),所以避免用 abs,直接强转更安全
  • 每次 push_back + reverse 有两次遍历,大数据量时不如预分配空间

别踩这些坑

实际写进制转换时,最容易翻车的不是算法,而是类型和语义混淆。

  • std::stoi("1010", nullptr, 2) 是二进制转十进制,不是你要的——反向操作别看错函数名
  • printf("%b", n)?不行。%b 不是标准 C/C++,GCC 当扩展支持,但 MSVC 完全不认,移植性归零
  • char[]std::string 返回?局部数组返回后指针悬空,必崩
  • 认为 std::bitset::to_string() 会自动去掉前导零?不会。它严格按模板参数位宽输出,32 就 32 位

真正麻烦的从来不是“怎么转”,而是“转出来是谁想要的格式”:要不要前导零、负数怎么表达、是否允许超长位宽、有没有内存约束。选方法前,先盯住这四个问题。

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