使用C的Long Long十進制二進制表示形式

Question

我一直在嘗試使用C編程打印長整型的二進制表示形式

我的代碼是

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<limits.h>

int main()
{
    long long number, binaryRepresentation = 0, baseOfOne = 1, remainder;
    scanf("%lld", &number);
    while(number > 0) {
        remainder = number % 2;
        binaryRepresentation = binaryRepresentation + remainder * baseOfOne;
        baseOfOne *= 10;
        number = number / 2;
    }
    printf("%lld\n", binaryRepresentation);

}

當我提供5的輸入時，上面的代碼可以正常工作，而當數字為9223372036854775807 （0x7FFFFFFFFFFFFFFF）時，以上代碼將失敗。

1.測試用例

5
101

2.測試用例

9223372036854775807
-1024819115206086201

Answer 1

用一個拒絕數表示二進制數永遠不會特別好：輸入極少的數據，您很容易溢出，所有后續的算術運算將毫無意義。

另一種方法是隨手打印數字，但使用遞歸技術，以便以與處理數字相反的順序打印數字：

#include <stdio.h>

unsigned long long output(unsigned long long n)
{
    unsigned long long m = n ? output(n / 2) : 0;
    printf("%d", (int)(n % 2));
    return m;
}

int main()
{
    unsigned long long number = 9223372036854775807;
    output(number);
    printf("\n");
}

輸出：

0111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

我也將類型更改為unsigned long long ，它具有更好定義的位模式， %對於負數也會執行奇怪的操作。

確實，盡管如此，我在這里所做的只是濫用堆棧，以存儲實際上是一個零和一的數組的方式。

Answer 2

只是為了闡明一些注釋，最簡單的方法是使用char數組保存二進制數字。 同樣，在處理位時，按位運算符會更清晰一些。 否則，我將保留您的基本代碼結構。

int main()
{
    char bits[64];
    int i = 0;
    unsigned long long number;   // note the "unsigned" type here which makes more sense

    scanf("%lld", &number);

    while (number > 0) {
        bits[i++] = number & 1; // get the current bit
        number >>= 1;         // shift number right by 1 bit (divide by 2)
    }

    if ( i == 0 )   // The original number was 0!
        printf("0");

    for ( ; i > 0; i-- )
        printf("%d", bits[i]);  // or... putchar('0' + bits[i])

    printf("\n");
}

Answer 3

正如Bathsheba的回答所言，如果使用十進制數字表示這樣的位序列，則需要的空間比可用空間更多。

由於您打算打印結果，因此最好一次打印一次。 我們可以通過創建僅設置最高位的掩碼來做到這一點。 為任何類型創建此功能的妙處在於對該類型的零進行補全以獲得“全1”數字。 然后，我們減去一半（即1111 ....-0111 ....），僅得到一位。 然后，我們可以沿數字向右移動它，依次確定每個位的狀態。

這是使用該邏輯的重新設計版本，並進行了以下其他更改：

• 我使用一個單獨的函數，返回（如printf ）打印的字符數。
• 我接受一個無符號值，因為我們無論如何都會忽略負值。
• 我從命令行處理參數-與在stdin上輸入內容相比，我傾向於發現更方便。

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

int print_binary(unsigned long long n)
{
    int printed = 0;
    /* ~ZERO - ~ZERO/2 is the value 1000... of ZERO's type */
    for (unsigned long long mask = ~0ull - ~0ull/2;  mask;  mask /= 2) {
        if (putc(n & mask ? '1' : '0', stdout) < 0)
            return EOF;
        else
            ++printed;
    }
    return printed;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    for (int i = 1;  i < argc;  ++i) {
        print_binary(strtoull(argv[i], 0, 10));
        puts("");
    }
}

讀者練習：

• 避免打印前導零（提示：要么保留一個表明您已看到第一個1的布爾標志，要么在打印前有一個單獨的循環來移動掩碼）。 不要忘記檢查print_binary(0)仍然產生輸出！
• 使用strtoull從十進制字符串轉換輸入值時檢查錯誤。
• 修改該函數以寫入字符數組而不是stdout。

Answer 4

我不確定您真正想要實現什么，但是這里有一些代碼可以打印數字的二進制表示（將typedef更改為所需的整數類型）：

typedef int shift_t;
#define NBITS   (sizeof(shift_t)*8)

void printnum(shift_t num, int nbits)
{
    int k= (num&(1LL<<nbits))?1:0;
    printf("%d",k);
    if (nbits) printnum(num,nbits-1);
}
void test(void)
{
    shift_t l;
    l= -1;
    printnum(l,NBITS-1);
    printf("\n");
    l= (1<<(NBITS-2));
    printnum(l,NBITS-1);
    printf("\n");
    l= 5;
    printnum(l,NBITS-1);
    printf("\n");
}

Answer 5

如果您不介意分別打印數字，則可以使用以下方法：

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<limits.h>

void bindigit(long long num);

int main()
{
    long long number, binaryRepresentation = 0, baseOfOne = 1, remainder;
    scanf("%lld", &number);
    bindigit(number);
    printf("\n");

}

void bindigit(long long num) {
  int remainder;
  if (num < 2LL) {
    printf("%d",(int)num);
  } else {
    remainder = num % 2;
    bindigit(num/2);
    printf("%d",remainder);
  }
}

Answer 6

最后，我自己嘗試了一個代碼，並從您的代碼中獲得了靈感，

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

int main() {
   unsigned long long number;
   int binaryRepresentation[70], remainder, counter, count = 0;
   scanf("%llu", &number);
   while(number > 0) {
       remainder = number % 2;
       binaryRepresentation[count++] = remainder;
       number = number / 2;
   }
   for(counter = count-1; counter >= 0; counter--) {
       printf("%d", binaryRepresentation[counter]);
   }
}