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

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

其他回答

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

类似于已经发布的内容，只是使用位移位和掩码来获得位;适用于任何类型，作为一个模板(只是不确定是否有一个标准的方法来获得1字节中的比特数，我在这里使用8)。

#include<iostream>
#include <climits>

template<typename T>
void printBin(const T& t){
    size_t nBytes=sizeof(T);
    char* rawPtr((char*)(&t));
    for(size_t byte=0; byte<nBytes; byte++){
        for(size_t bit=0; bit<CHAR_BIT; bit++){
            std::cout<<(((rawPtr[byte])>>bit)&1);
        }
    }
    std::cout<<std::endl;
};

int main(void){
    for(int i=0; i<50; i++){
        std::cout<<i<<": ";
        printBin(i);
    }
}

2011-09-08 14:45:41

在c++ 20中，你可以使用std::format来做到这一点:

unsigned char a = -58;
std::cout << std::format("{:b}", a);

输出:

11000110

在旧的系统上，你可以使用{fmt}库，std::format是基于这个库的。{fmt}还提供了print函数，使这更容易和更有效(godbolt):

unsigned char a = -58;
fmt::print("{:b}", a);

免责声明:我是{fmt}和c++ 20 std::format的作者。

2020-12-16 20:50:41

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

如何打印(使用cout)二进制形式的数字?

推荐文章

最新文章

标签