将数字转换为字符串并返回

发布于 2024-09-15 18:58:57 字数 463 浏览 6 评论 0原文

我一直使用流、printf、string(x) 或任何相关语言提供的将数字类型转换为字符串或返回的语言。然而我从来没有真正考虑过这是如何实际完成的。我在谷歌上搜索了一下，但所有的结果只是使用这些不同的方法，而不是在幕后真正完成转换的:(

对于使用二进制、八进制和十六进制的整数似乎相当简单，因为每个“数字”中的“数字” string 表示一组位（例如，对于 2 个十六进制数字，我知道它的 xxxxyyyy），因此我可以通过位移位并一次取一个数字来实现，例如，对于十六进制字符串 0xFA20，值是“(15 < < 12) | (10 << 8) | (2 << 4) | (0 << 0)"。

十进制整数更难，因为基数 10 不会像这样映射到基数 2因此，一位可能会影响多个十进制数字，从而使转换变得更加复杂...

至于浮点数，我真的不知道可以将整数部分和小数部分分开考虑还是指数？、一组有效数字或一组小数位数？

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旧夏天 2024-09-22 18:58:57

十进制转换有点慢，但实际上并没有复杂得多。让我们看看十六进制转换，就像我们可能用实际代码编写的那样。举例来说，在 C++ 中，您可能会进行如下转换：

char digits[] = "0123456789abcdef";
std::string result;

int input = 0xFA20;

while (input) {
    int digit = input & 0xf; // or: digit = input % 0xf;
    input >>= 4;             // or: input /= 16;
    result.push_front(digits[digit]);
}

然而，现在有一些神奇的数字。让我们摆脱它们：

const int base = 16;

while (input) { 
    int digit = input % (base - 1);
    input /= base;
    result.push_front(digits[digit]);
}

在摆脱这些神奇数字的过程中，我们还使例程几乎通用 - 如果我们更改“base”的值，例程的其余部分仍然有效，并转换输入到指定的基地。本质上，如果我们想要支持大于 16 的基数，我们需要做的唯一其他更改是向“digits”数组添加更多内容。

为了简单起见，这也忽略了一些事情。最明显的是，如果数字为负数，通常会设置一个标志，转换为正数，最后如果设置了标志，则在字符串中放入“-”）。对于 2 的补码，存在最大负数的极端情况，无法将其转换为正数（无需转换为具有更大范围的类型）。通常，您可以通过推广大多数类型来解决这个问题。对于最大的整数类型（无法升级），通常最简单的方法是硬编码该值。

原则上，浮点并没有太大的不同——你基本上仍然进行数学运算来一次生成一位数字。事实上，它变得更加复杂，因为您通常必须处理几种不同的格式（至少是“基本”浮点和某种“科学”格式）以及字段宽度和精度的变量。当你处理完这个问题时，你最终会得到几百行左右的代码——这并不是一个特别离谱的数量，但可能比包含在这里有意义的多了一点。

Decimal conversions are a bit slower, but not really a lot more complex. Let's look at the hexadecimal conversion a bit more like we'd probably write it in real code. Just for example, in C++ you might do the conversion something like this:

char digits[] = "0123456789abcdef";
std::string result;

int input = 0xFA20;

while (input) {
    int digit = input & 0xf; // or: digit = input % 0xf;
    input >>= 4;             // or: input /= 16;
    result.push_front(digits[digit]);
}

Right now, however, that has some magic numbers. Let's get rid of them:

const int base = 16;

while (input) { 
    int digit = input % (base - 1);
    input /= base;
    result.push_front(digits[digit]);
}

In the process of getting rid of those magic numbers, we've also made the routine nearly universal -- if we change the value of 'base', the rest of the routine still works, and converts the input to the specified base. Essentially the only other change we need to make is adding more to the "digits" array if we want to support bases larger than 16.

This also ignores a few things for simplicity. Most obviously, if the number is negative, you typically set a flag, convert to a positive number, and at the end if the flag was set, put a '-' into the string). With 2's complement there's a corner case for the maximally negative number, which can't be converted to a positive number (without converting to a type with more range). Typically you deal with that by promoting most types. For your largest integer type (which you can't promote) it's usually easiest to just hard-code that one value.

In principle floating point isn't a whole lot different -- you still basically do mathematical manipulations to generate one digit at a time. In fact, it gets more complex simply because you typically have to deal with a couple of different formats (at least a "basic" floating point and some sort of "Scientific" format), as well as variables for field width and precision. By the time you've dealt with that, you end up with a few hundred lines of code or so -- not a particularly outrageous amount, but probably a bit more than makes sense to include here.

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