将整数转换为二进制并将其存储在指定大小的整数数组中：c ++

Question

我想将一个整数转换为二进制字符串，并将整数字符串的每一位存储到给定大小的整数数组的一个元素中。我确定输入整数的二进制表达式不会超过指定数组的大小。如何在C++中实现这个功能？

- lovespeed

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你为什么想这样做呢？整数已经本地化为"一组位数组"，你可以访问每个位。 - Mat

“二进制字符串”？就是由1和0组成的字符吗？多么奇怪的任务…… - Mooing Duck

@MooingDuck：我明白了。这就像是增加了32倍或64倍的存储空间。但这并没有改变我的问题。 - Mat

@MooingDuck：确切地说，有很多潜在的原因，其中一些可能是合法的，一些可能有更好的替代方案。你不认为回答 OP 实际问题的答案会更好吗？ - Mat

数组中的 LSB 是先放还是后放？ - James

Answer 1

伪代码：

int value = ????  // assuming a 32 bit int
int i;

for (i = 0; i < 32; ++i) {
    array[i] = (value >> i) & 1;
}

- mah

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为什么不使用 array[i] = (theValue >> i) & 1 这样的写法呢？我相信编译器会做同样的优化，但是看到“这里不会有分支”的说法让我更加欣慰。 - Mats Petersson

这个问题被标记为C ++，所以您必须使用模板，否则就是C。 - James

运行良好，但是位的顺序被颠倒了，所以建议使用索引array[31 - i]而不是array [i]。 - Marek

可以将32更改为sizeof(int) * 8。 - jin zhenhui

@jinzhenhui 我的回答（8年前）是伪代码，如所示。在实际编写时可以应用几种不同的变化，包括您的建议--但我不会字面上使用sizeof(int)。相反，我会使用sizeof(value)，它目前确实是相同的。指定变量而不是其类型的好处是，如果变量类型将来发生更改，您只需要直接更改其类型，其他知道该变量的事物不会出现故障或需要更改。 - mah

Answer 2

您可以使用C++的位集库，如下所示。

#include<iostream>
#include<bitset>

int main()
{
  int N;//input number in base 10
  cin>>N;
  int O[32];//The output array
  bitset<32> A=N;//A will hold the binary representation of N 
  for(int i=0,j=31;i<32;i++,j--)
  {
     //Assigning the bits one by one.
     O[i]=A[j];
  }
  return 0;
}

这里有几点需要注意： 首先，在bitset声明语句中的32告诉编译器你想用32位来表示你的数字，所以即使你的数字只需要少于32位的位数来表示，bitset变量也会有32位，可能有很多前导零。 其次，bitset是一种处理二进制的非常灵活的方式，你可以将字符串或数字作为其输入，并且可以将bitset作为数组或字符串使用。它是一个非常方便的库。 你可以将bitset变量A打印出来 cout< 看看它是如何工作的。

- Aravind

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那是个好主意。尽管它与我的竞争，但我还是点赞了。但是为什么你只支持21位数字？为什么不支持32位呢？ - Mooing Duck

好的，那让我们把它变成32。 - Aravind

Answer 3

template<class output_iterator>
void convert_number_to_array_of_digits(const unsigned number, 
         output_iterator first, output_iterator last) 
{
    const unsigned number_bits = CHAR_BIT*sizeof(int);
    //extract bits one at a time
    for(unsigned i=0; i<number_bits && first!=last; ++i) {
        const unsigned shift_amount = number_bits-i-1;
        const unsigned this_bit = (number>>shift_amount)&1;
        *first = this_bit;
        ++first;
    }
    //pad the rest with zeros
    while(first != last) {
        *first = 0;
        ++first;
    }
}

int main() {
    int number = 413523152;
    int array[32];
    convert_number_to_array_of_digits(number, std::begin(array), std::end(array));
    for(int i=0; i<32; ++i)
        std::cout << array[i] << ' ';
}

Proof of compilation here

- Mooing Duck

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你的意思不是 (number >> i) & 1 吗？ - James

@James：谢谢。首先我发布了代码，然后发布了可以编译的代码，现在它可以编译和执行，并且“似乎”正在工作。 - Mooing Duck

Answer 4

你可以这样做：

while (input != 0) {

        if (input & 1)
            result[index] = 1; 
        else
            result[index] =0;
   input >>= 1;// dividing by two
   index++;
}

- Alfred

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我认为那不太对... (1) 你似乎从未改变索引， (2) 即使那样仍是错误的。 - Mooing Duck

Answer 5

十进制转二进制：大小无关

两种方法：都将二进制表示存储到动态分配的数组bits中（从高位到低位）。

第一种方法：

#include<limits.h> // include for CHAR_BIT
int* binary(int dec){
  int* bits = calloc(sizeof(int) * CHAR_BIT, sizeof(int));
  if(bits == NULL) return NULL;
  int i = 0;

  // conversion
  int left = sizeof(int) * CHAR_BIT - 1; 
  for(i = 0; left >= 0; left--, i++){
    bits[i] = !!(dec & ( 1u << left ));      
  }

  return bits;
}

第二种方法：

#include<limits.h> // include for CHAR_BIT
int* binary(unsigned int num)
{
   unsigned int mask = 1u << ((sizeof(int) * CHAR_BIT) - 1);   
                      //mask = 1000 0000 0000 0000
   int* bits = calloc(sizeof(int) * CHAR_BIT, sizeof(int));
   if(bits == NULL) return NULL;
   int i = 0;

   //conversion 
   while(mask > 0){
     if((num & mask) == 0 )
         bits[i] = 0;
     else
         bits[i] = 1;
     mask = mask >> 1 ;  // Right Shift 
     i++;
   }

   return bits;
}

- Grijesh Chauhan

Answer 6

如Mat在上面提到的，一个int已经是一个位向量（使用位运算，您可以检查每个位）。因此，您可以尝试像这样简单地执行操作：

// Note: This depends on the endianess of your machine
int x = 0xdeadbeef; // Your integer?
int arr[sizeof(int)*CHAR_BIT];
for(int i = 0 ; i < sizeof(int)*CHAR_BIT ; ++i) {
  arr[i] = (x & (0x01 << i)) ? 1 : 0; // Take the i-th bit
}

- RageD

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已经进行了更正 - 谢谢 ;) （总是忘记 CHAR_BIT） - RageD

Answer 7

这是我使用的，它还允许您指定最终向量中将包含的位数，并用前导0填充任何未使用的位。

std::vector<int> to_binary(int num_to_convert_to_binary, int num_bits_in_out_vec)
{
    std::vector<int> r;

    // make binary vec of minimum size backwards (LSB at .end() and MSB at .begin())
    while (num_to_convert_to_binary > 0)
    {
        //cout << " top of loop" << endl;
        if (num_to_convert_to_binary % 2 == 0)
            r.push_back(0);
        else
            r.push_back(1);
        num_to_convert_to_binary = num_to_convert_to_binary / 2;
    }

    while(r.size() < num_bits_in_out_vec)
        r.push_back(0);

    return r;
}

- perry_the_python

Answer 8

我知道它不能为正数添加像您希望的那样多的零。但对于负二进制数，它运作得非常好。我只是想发布一种解决方案 :)

int BinToDec(int Value, int Padding = 8)
{
    int Bin = 0;

    for (int I = 1, Pos = 1; I < (Padding + 1); ++I, Pos *= 10)
    {
        Bin += ((Value >> I - 1) & 1) * Pos;
    }
    return Bin;
}

- Brandon