如何打印(使用cout)二进制形式的数字?

我正在上一门关于操作系统的大学课程，我们正在学习如何将二进制转换为十六进制，十进制转换为十六进制等，今天我们刚刚学习了如何使用两个数字的补数(~number + 1)将有符号/无符号数字存储在内存中。

我们有几个练习要在纸上做，我希望在把我的工作交给老师之前能够验证我的答案。我为前几个练习写了一个c++程序，但现在我被困在如何用以下问题验证我的答案:

char a, b;

short c;
a = -58;
c = -315;

b = a >> 3;

我们需要在内存中给出a b c的二进制表示。

我已经在纸上做过了，它给了我以下结果(所有的二进制表示在内存的数字之后的二补):

A = 00111010(它是一个char，所以是1字节) B = 00001000(它是一个char，所以是1字节) C = 11111110 11000101(它是短的，所以是2字节)

有办法证实我的答案吗?在c++中是否有一种标准的方法来显示一个数字在内存中的二进制表示，或者我必须自己编写每一步(计算两者的补数，然后转换为二进制)?我知道后者不会花很长时间，但我很好奇是否有一个标准的方法来做到这一点。

当前回答

使用std::bitset答案和便利模板:

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <climits>

template<typename T>
struct BinaryForm {
    BinaryForm(const T& v) : _bs(v) {}
    const std::bitset<sizeof(T)*CHAR_BIT> _bs;
};

template<typename T>
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const BinaryForm<T>& bf) {
    return os << bf._bs;
}

这样使用它:

auto c = 'A';
std::cout << "c: " << c << " binary: " << BinaryForm{c} << std::endl;
unsigned x = 1234;
std::cout << "x: " << x << " binary: " << BinaryForm{x} << std::endl;
int64_t z { -1024 };
std::cout << "z: " << z << " binary: " << BinaryForm{z} << std::endl;

生成输出:

c: A binary: 01000001
x: 1234 binary: 00000000000000000000010011010010
z: -1024 binary: 1111111111111111111111111111111111111111111111111111110000000000

2020-05-02 00:34:40

其他回答

可重用的功能:

template<typename T>
static std::string toBinaryString(const T& x)
{
    std::stringstream ss;
    ss << std::bitset<sizeof(T) * 8>(x);
    return ss.str();
}

用法:

int main(){
  uint16_t x=8;
  std::cout << toBinaryString(x);
}

这适用于所有的整数。

2018-06-04 05:47:49

使用旧的c++版本，你可以使用下面的代码段:

template<typename T>
string toBinary(const T& t)
{
  string s = "";
  int n = sizeof(T)*8;
  for(int i=n-1; i>=0; i--)
  {
    s += (t & (1 << i))?"1":"0";
  }
  return s;
}

int main()
{
  char a, b;

  short c;
  a = -58;
  c = -315;

  b = a >> 3;

  cout << "a = " << a << " => " << toBinary(a) << endl;
  cout << "b = " << b << " => " << toBinary(b) << endl;
  cout << "c = " << c << " => " << toBinary(c) << endl;
}

a = => 11000110
b = => 11111000
c = -315 => 1111111011000101

2019-04-14 23:29:31

如果你想显示任何对象的位表示形式，而不仅仅是整数，记得先将其重新解释为一个char数组，然后你可以将该数组的内容打印为十六进制，甚至是二进制(通过bitset):

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <climits>

template<typename T>
void show_binrep(const T& a)
{
    const char* beg = reinterpret_cast<const char*>(&a);
    const char* end = beg + sizeof(a);
    while(beg != end)
        std::cout << std::bitset<CHAR_BIT>(*beg++) << ' ';
    std::cout << '\n';
}
int main()
{
    char a, b;
    short c;
    a = -58;
    c = -315;
    b = a >> 3;
    show_binrep(a);
    show_binrep(b);
    show_binrep(c);
    float f = 3.14;
    show_binrep(f);
}

请注意，大多数常见的系统都是小端顺序的，因此show_binrep(c)的输出不是您期望的1111111 011000101，因为这不是它在内存中的存储方式。如果您正在寻找二进制的值表示，那么简单的cout << bitset<16>(c)就可以了。

2011-09-08 14:40:53

最简单的方法可能是创建一个表示值的std::bitset，然后将其流到cout。

#include <bitset>
...

char a = -58;
std::bitset<8> x(a);
std::cout << x << '\n';

short c = -315;
std::bitset<16> y(c);
std::cout << y << '\n';

2011-09-08 14:35:55

使用动态转换到std::bitset。没有临时变量，没有循环，没有函数，没有宏。

住在Coliru

#include <iostream>
#include <bitset>

int main() {
    int a = -58, b = a>>3, c = -315;

    std::cout << "a = " << std::bitset<8>(a)  << std::endl;
    std::cout << "b = " << std::bitset<8>(b)  << std::endl;
    std::cout << "c = " << std::bitset<16>(c) << std::endl;
}

打印:

a = 11000110
b = 11111000
c = 1111111011000101

2013-03-17 07:39:35

如何打印(使用cout)二进制形式的数字?

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