如何在 C++ 中把十进制转换为二进制

Jinku Hu 2023年1月30日 2020年10月27日
  1. 在 C++ 中使用自定义定义的函数将十进制数转换为二进制数
  2. 使用 std::bitset 类在 C++ 中把十进制数转换为二进制数
如何在 C++ 中把十进制转换为二进制

本文将介绍几种在 C++ 中如何将十进制数转换为二进制表示的方法。

在 C++ 中使用自定义定义的函数将十进制数转换为二进制数

灵活的方法定义了一个函数,该函数接收 int 值,将其转换为相应的二进制表示,并将其作为一个字符串值返回。在这种情况下,我们使用%取余运算符和 while 循环来实现该算法,其中我们每次迭代都将整数的值减少一半。

#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;
using std::string;

string toBinary(int n)
{
    string r;
    while (n != 0){
        r += ( n % 2 == 0 ? "0" : "1" );
        n /= 2;
    }
    return r;
}

int main() {
    int number = 15;

    cout << "decimal: " << number << endl;
    cout << "binary : " << toBinary(number) << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出:

decimal: 15
binary : 1111

使用 std::bitset 类在 C++ 中把十进制数转换为二进制数

另外,我们也可以直接使用 STL 库中的 bitset 类。bitset 表示一个固定大小的 N 位序列,它提供了多种内置方法来有效地操作二进制数据。下面的例子显示了通过传递 string 值和 int 值来构建 bitset 对象。

#include <iostream>
#include <bitset>

using std::cout; using std::endl;
using std::string; using std::bitset;

string toBinary(int n)
{
    string r;
    while (n != 0){
        r += ( n % 2 == 0 ? "0" : "1" );
        n /= 2;
    }
    return r;
}

int main() {
    int number = 15;

    bitset<32> bs1(toBinary(number));
    cout << "binary:  " << bs1 << endl;
    bitset<32> bs2(number);
    cout << "binary:  " << bs2 << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出:

binary:  00000000000000000000000000001111
binary:  00000000000000000000000000001111

请注意,在前面的代码中,我们在 bitset 声明中指定了 32 位的分配。大家可以指定不同的位数,以更好地满足自己的需求。下面的代码段中演示了多种方案。

#include <iostream>
#include <bitset>

using std::cout; using std::endl;
using std::string; using std::bitset;

int main() {
    int number = 15;

    bitset<32> bs1(number);
    cout << "binary:  " << bs1 << endl;
    bitset<16> bs2(number);
    cout << "binary:  " << bs2 << endl;
    bitset<8> bs3(number);
    cout << "binary:  " << bs3 << endl;
    bitset<5> bs4(number);
    cout << "binary:  " << bs4 << endl;
    cout << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出:

binary:  00000000000000000000000000001111
binary:  0000000000001111
binary:  00001111
binary:  01111

bitset 类有几个有用的方法对其内容进行操作。这些方法可以用来反转集合的所有位(flip 函数)或 reset/set 序列中指定的位。还支持核心的二进制运算,如 ANDORXORNOTSHIFT。我们在下面的例子中展示了其中的几个,但你可以看到 bitset 类的完整手册这里

#include <iostream>
#include <bitset>

using std::cout; using std::endl;
using std::string; using std::bitset;

int main() {
    int number = 15;

    bitset<32> bs(number);
    cout << "binary : " << bs << endl;
    cout << "flipped: " << bs.flip() << endl;
    cout << "shift>4: " << (bs>>=6) << endl;
    cout << "shift<5: " << (bs<<2) << endl;
    cout << "reset  : " << bs.reset() << endl;
    cout << "set    : " << bs.set(16) << endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出:

binary : 00000000000000000000000000001111
flipped: 11111111111111111111111111110000
shift>4: 00000011111111111111111111111111
shift<5: 00001111111111111111111111111100
reset  : 00000000000000000000000000000000
set    : 00000000000000010000000000000000
Author: Jinku Hu
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Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.

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