Convert.ToString() 为二进制格式未按预期工作

Question

int i = 20;
string output = Convert.ToString(i, 2); // Base2 formatting
i = -20;
output = Convert.ToString(i, 2);

Value   Expected                            Actual
20      00000000000000000000000000010100    10100
-20     10000000000000000000000000010100    11111111111111111111111111101100

我可以看到，也许 20 的二进制 output 已被截断，但我不明白 -20 的 output。 我的期望基于 base2 符号加上一个信念，即 integer 的有符号元素用最左边的第一个数字表示。 0 表示正，1 表示负。 有人可以解释结果，特别是-20的结果吗？

Answer 1

.NET 中的负数以二进制表示为二进制补码。

来自 MSDN - Convert.ToString 方法（Int32，Int32） ：

如果 value 为负且 toBase 为 2、8 或 16，则返回的字符串使用二进制补码表示

Answer 2

对于 integer -20 为 11111111111111111111111111101100 系统默认使用 2 的补码。 1 的补码不适合计算。

（2 的补码是所有位加一的反转）

在 2 的补码中，这将使 20 + (-20) = 0，可以轻松计算数学，而无需担心正负。

例如，在有符号字符中：15 = 00001111，-18 = (00010010) 的 2 补码 = 11101101 + 1 = 11101110

00001111 +11101110 =11111101

由于第一位是 1，我们知道它是一个负值。 让我们做一个反向 2 的补码。

11111101 - 1 = 11111100 => -(00000011) 它给出 -3 其中 15 + (-18) = -3

Answer 3

int value = 31;
string binary = Convert.ToString(value, 2);
Console.WriteLine(binary.PadLeft(8, '0'));          // Outputs "00011111"

Answer 4

这与其他所有人发布的答案基本相同，只是打包在一个方法中。

  /// <summary>
  /// Method to convert an integer to a string containing the number in binary. A negative 
  /// number will be formatted as a 32-character binary number in two's compliment.
  /// </summary>
  /// <param name="theNumber">self-explanatory</param>
  /// <param name="minimumDigits">if binary number contains fewer characters leading zeros are added</param>
  /// <returns>string as described above</returns>
  public static string IntegerToBinaryString(int theNumber, int minimumDigits)
  {
     return Convert.ToString(theNumber, 2).PadLeft(minimumDigits, '0');
  }

Answer 5

这个 function 完全符合您的要求

string ConvertToFuzzyFrogBinary(int input)
{
    int prefix = (input).ToString("d8").Length-(Math.Abs((input))).ToString("d8").Length;
    string binary_num = "00000000000000000000000000000000".Substring(0,32-Convert.ToString(Math.Abs(input),2).Length)+Convert.ToString(Math.Abs(input),2);
    return "1".Substring(0,prefix)+binary_num.Substring(prefix,32-prefix);
}

Answer 6

这是我写的一个例程，它可以满足原始提问者的要求。 仅仅晚了5年！

/// <summary>Convert a number into a string of bits</summary>
/// <param name="value">Value to convert</param>
/// <param name="minBits">Minimum number of bits, usually a multiple of 4</param>
/// <exception cref="InvalidCastException">Value must be convertible to long</exception>
/// <exception cref="OverflowException">Value must be convertible to long</exception>
/// <returns></returns>
public static string ShowBits<T>(this T value, int minBits)
{
    long x = Convert.ToInt64(value);
    string retVal = Convert.ToString(x, 2);
    if (retVal.Length > minBits) retVal = Regex.Replace(retVal, @"^1+", "1");   // Replace leading 1s with a single 1 - can pad as needed below
    if (retVal.Length < minBits) retVal = new string(x < 0 ? '1' : '0', minBits - retVal.Length) + retVal;  // Pad on left with 0/1 as appropriate
    return retVal;
}

Answer 7

如果你想摆脱这种“影响” - 使用Math.Abs()方法来获取没有符号的数值，

string output = Convert.ToString(Math.Abs(i), 2); // Base2