二进制补码转换

Question

我需要将以二进制补码表示的字节转换为正整数字节。范围为-128到127映射到0到255。

Examples: -128 (10000000) -> 0 , 127 (01111111) -> 255, etc.

编辑：为了澄清混淆，输入字节当然是无符号整数，范围在0到255之间。但是，它使用二进制补码格式代表范围内的有符号整数-128到127。例如，输入字节值为128（二进制10000000）实际上表示-128。 额外编辑：好的，假设我们有以下字节流0、255、254、1、127。在二进制补码格式中，这代表0、-1、-2、1、127。我需要将其限制在0到255的范围内。更多信息请查看这篇难以找到的文章：二进制补码。

- Yehonatan

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byte 不是有符号的，你在尝试做什么？ - leppie

我仍然不完全确定这里尝试的是什么。要么这是所有答案给你的方式，要么你对二进制补码表示理解有误。 - leppie

Answer 1

根据您的样例输入，您只是想要：

sbyte something = -128;

byte foo = (byte)( something + 128);

- leppie

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但是你如何在0到255范围内表示-1呢？ - leppie

Answer 2

new = old + 128;

干得好 :-)

- BarsMonster

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因为我找不到“bingo”关键字，所以我已经编辑了你的答案以使其更易读 :-) - paxdiablo

“old” 是原始的字节值还是转换后的值？如果它是原始的字节值，那么这会得出错误的答案。如果它是后者，那么我正在询问的就是这个过程。 - Yehonatan

Answer 3

尝试

sbyte signed = (sbyte)input;

或者

int signed = input | 0xFFFFFF00;

- Bart van Heukelom

Answer 4

    public static byte MakeHexSigned(byte value)
    {
        if (value > 255 / 2)
        {
            value = -1 * (255 + 1) + value;
        }

        return value;
    }

- tronbabylove

Answer 5

我认为使用以下方法最好完成2s补码字节。也许不太优雅或简短，但是清晰明了。我会将其放在我的实用程序类的静态方法中。

public static sbyte ConvertTo2Complement(byte b)
{
    if(b < 128)
    {
        return Convert.ToSByte(b);
    }
    else
    {
        int x = Convert.ToInt32(b);
        return Convert.ToSByte(x - 256);
    }
}

- Daniel Zollinger

Answer 6

所以问题在于，OP的问题并不是二进制补码转换。他正在为一组值添加一个偏差，以将范围从-128..127调整为0..255。

要实际执行二进制补码转换，只需将有符号值强制转换为无符号值，如下所示：

sbyte test1 = -1;
byte test2 = (byte)test1;

-1变成了255。-128变成了128。虽然如此，这似乎并不是OP想要的。他只是想将数组向上滑动，以便最低的有符号值（-128）变成最低的无符号值（0）。

要添加偏差，只需进行整数加法：

newValue = signedValue+128;

- Tom Wilson

Answer 7

如果我理解正确，您的问题是如何将输入转换为实际上是一个signed-byte（sbyte），但该输入存储在一个unsigned integer中，并且通过将它们转换为零来避免负值。

要明确，当您使用有符号类型（例如ubyte）时，框架在幕后使用Two's complement，因此只需将其强制转换为正确的类型即可使用two's complement。

然后，一旦完成了这种转换，您可以使用简单的if或条件三元运算符（?:）夹住负值。

下面呈现的函数将返回0，对于值从128到255（或从-128到-1），以及对于值从0到127的相同值。

所以，如果你必须使用无符号整数作为输入和输出，你可以使用类似这样的代码：

private static uint ConvertSByteToByte(uint input)
{
    sbyte properDataType = (sbyte)input; //128..255 will be taken as -128..-1
    if (properDataType < 0) { return 0; } //when negative just return 0
    if (input > 255) { return 0; } //just in case as uint can be greater than 255
    return input;
}

或者，依我之见，您可以将输入和输出更改为最适合您的输入和输出数据类型（sbyte 和 byte）：

private static byte ConvertSByteToByte(sbyte input)
{
    return input < 0 ? (byte)0 : (byte)input;
}

- Mariano Desanze

Answer 8

以下是我针对这个问题的解决方案，适用于大于8位的数字。我的示例是针对16位值的。注意：您必须检查第一位，以确定它是否为负数。

步骤：

1. 在变量前面加上'~'将＃转换为补码。(例如：y = ~y)

2. 将＃s转换为二进制字符串

3. 将二进制字符串分解成字符数组

4. 从最右边的值开始，加1，跟踪进位。将结果存储在字符数组中。

5. 将字符数组转换回字符串。

   private string TwosComplimentMath(string value1, string value2)
   {
       char[] binary1 = value1.ToCharArray();
       char[] binary2 = value2.ToCharArray();
       bool carry = false;
       char[] calcResult = new char[16];
   
       for (int i = 15; i >= 0; i--)
       {
           if (binary1[i] == binary2[i])
           {
               if (binary1[i] == '1')
               {
                   if (carry)
                   {
                       calcResult[i] = '1';
                       carry = true;
                   }
                   else
                   {
                       calcResult[i] = '0';
                       carry = true;
                   }
               }
               else
               {
                   if (carry)
                   {
                       calcResult[i] = '1';
                       carry = false;
                   }
                   else
                   {
                       calcResult[i] = '0';
                       carry = false;
                   }
               }
           }
           else
           {
               if (carry)
               {
                   calcResult[i] = '0';
                   carry = true;
               }
               else
               {
                   calcResult[i] = '1';
                   carry = false;
               }
           }
   
       }
   
       string result = new string(calcResult);
       return result;
   
   }
   

- Mike

Answer 9

int8_t indata; /* -128,-127,...-1,0,1,...127 */
uint8_t byte = indata ^ 0x80;

xor MSB，就是这样

- Eugene

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那看起来不像是C#。 - reggaeguitar

这并没有实现原帖中所述的目标。他想让-128变成0。这只是一个整数加法。结果=signedbyte + 128; - Tom Wilson

Answer 10

你可能正在描述一些简单的事情，比如给你的数字添加一个偏置（在这种情况下，将128添加到有符号数字中）。

- Alex Reece