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标题: 二进制、八进制、十进制和十六进制的相互转换 [打印本页]

作者: 诗林    时间: 2025-1-15 19:54
标题: 二进制、八进制、十进制和十六进制的相互转换
printf 函数

printf 函数是 C 语言中用于将格式化的数据输出到尺度输出(通常是屏幕)的函数。它位于 stdio.h 头文件中,因此在使用之前需要包含该头文件。
printf 函数的格式说明符

格式说明符说明示例%d 或 %i输出或输入十进制有符号整数printf("%d", 10);
scanf("%d", &num);%u输出或输入十进制无符号整数printf("%u", 10U);
scanf("%u", &unsigned_num);%o输出或输入八进制无符号整数printf("%o", 012);
scanf("%o", &octal_num);%x 或 %X输出或输入十六进制无符号整数,%x 输出小写字母,%X 输出大写字母printf("%x", 0xFF);
scanf("%x", &hex_num);%f输出或输入单精度浮点数printf("%f", 3.14f);
scanf("%f", &float_num);%lf输出或输入双精度浮点数printf("%lf", 3.14159);
scanf("%lf", &double_num);%c输出或输入单个字符printf("%c", 'A');
scanf("%c", &char_var);%s输出或输入字符串(不包含空格,以空格或换行符竣事)printf("%s", "hello");
scanf("%s", str);%p输出指针的地址,以十六进制表现printf("%p", &ptr);
scanf("%p", &ptr);%e 或 %E以科学计数法输出或输入浮点数,%e 为小写,%E 为大写printf("%e", 12345.6789);
scanf("%e", &float_num);%g 或 %G根据数值大小自动选择 %f 或 %e 输出浮点数,%g 为小写,%G 为大写printf("%g", 0.0000123);
scanf("%g", &float_num);%n不输出任何内容,但将已输出的字符数存储在对应的整型变量中int num; printf("hello world%n", &num);
会将 11 存储在 num 中 高级格式化选项

格式说明符说明示例%[flags][width][.precision][length]specifier组合使用各种选项进行格式化输出或输入printf("%8.2f", 3.14159); 输出浮点数,宽度为 8,保留 2 位小数 Flags(标志)

标志说明示例-左对齐printf("%-8d", 10); 输出整数,宽度为 8,左对齐+强制输出正负号printf("%+d", 10); 输出 +10(空格)正数前输出空格,负数前输出负号printf("% d", 10); 输出 100用 0 添补宽度printf("%08d", 10); 输出整数,宽度为 8,不足用 0 添补#对于 %o,输出八进制数时加前缀 0;对于 %x 或 %X,输出十六进制数时加前缀 0x 或 0X;对于 %f、%e 或 %g,即使没有小数部门也输出小数点printf("%#o", 10); 输出 012
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int num = 10;
  4.     // 输出整数,宽度为 5,左对齐
  5.     printf("整数: %-5d\n", num);
  6.     return 0;
  7. }
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Width(宽度)

说明示例指定最小输出宽度printf("%5d", 10); 输出整数,宽度为 5 Precision(精度)

说明示例对于浮点数,指定小数点后的位数;对于字符串,指定最大输出长度printf("%.2f", 3.14159); 保留 2 位小数
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int num = 10;
  4.     float f = 3.14159;
  5.     // 输出整数,宽度为 5
  6.     printf("整数: %5d\n", num);
  7.     // 输出浮点数,保留两位小数
  8.     printf("浮点数: %.2f\n", f);
  9.     return 0;
  10. }
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Length(长度)

长度修饰符说明示例h与 d、i、o、x 或 u 一起使用,表现短整型printf("%hd", (short)10);l与 d、i、o、x 或 u 一起使用,表现长整型;与 e、f 或 g 一起使用,表现双精度浮点数printf("%ld", (long)10L);
printf("%lf", 3.14);ll与 d、i、o、x 或 u 一起使用,表现长长整型printf("%lld", (long long)123456789012345LL);L与 e、f 或 g 一起使用,表现长双精度浮点数printf("%Lf", 3.14L); scanf 函数


scanf 函数是 C 语言中用于从尺度输入(通常是键盘)读取格式化数据的函数。同样位于 stdio.h 头文件中。
scanf 函数的格式说明符

格式说明符说明示例输入存储变量%d 或 %i十进制整数scanf("%d", &num);10int num;%u无符号十进制整数scanf("%u", &num);4294967295unsigned int num;%o八进制整数scanf("%o", &num);12int num;%x 或 %X十六进制整数scanf("%x", &num);<br>scanf("%X", &num);ff<br>FFint num;%f浮点数scanf("%f", &num);3.14159float num;%e 或 %E科学计数法表现的浮点数scanf("%e", &num);<br>scanf("%E", &num);3.141590e+00<br>3.141590E+00float num;%c单个字符scanf("%c", &ch);Achar ch;%s字符串scanf("%s", str);Hellochar str[50]; tips

为了避免读取到换行符,可以在 %c 前加一个空格:
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     char ch1, ch2;
  4.     // 读取字符,可能会读取到换行符
  5.     scanf("%c", &ch1);
  6.     // 读取下一个字符,跳过空格和换行符
  7.     scanf(" %c", &ch2);
  8.     printf("你输入的第一个字符是: %c\n", ch1);
  9.     printf("你输入的第二个字符是: %c\n", ch2);
  10.     return 0;
  11. }
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使用 getchar 函数清除多余字符
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     char ch;
  4.     scanf("%d");  // 假设前面有一个整数输入
  5.     getchar();  // 读取并丢弃换行符
  6.     scanf("%c", &ch);  // 读取字符
  7.     return 0;
  8. }
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二进制(Binary)

是一种以 2 为基数的计数系统,仅使用数字 0 和 1 来表现数值。通常,我们使用二进制数的位(bit)来表现数据,一个字节(byte)由 8 位二进制数组成。
二进制转十进制

从右往左,将二进制数的每一位乘以 2^n(n 从 0 开始),然后将结果相加。
  1. 1011(二进制)表示:1 乘 2的三次方 + 0 乘 2的二次方 + 1 乘 2的一次方 + 1 乘 2的零次方
  2.                 = 8 + 0 + 2 + 1
  3.                 =11(十进制)
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 十进制转二进制

将十进制数除以 2,取余数,将商继续除以 2,直到商为 0。将每次得到的余数从下往上分列,就是对应的二进制数。
  1. // 将十进制数 10 转换为二进制
  2. 10 ÷ 2 = 5······0
  3. 5 ÷ 2 = 2······1
  4. 2 ÷ 2 = 1······0
  5. 1 ÷ 2 = 0······1
  6. //因此十进制的二进制从下往上排列余数 1010
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位运算符

按位与(&)

对两个操作数的每一位进行逻辑与操作(即当两位都为 1 时结果为 1,否则为 0)。
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int a = 0b1010;  // 二进制表示,C99 标准开始支持,也可写成 10 然后通过其他方式理解其为二进制
  4.     int b = 0b1100;
  5.     int result = a & b;  // 按位与
  6.     printf("按位与结果: %d\n", result);  // 输出为 8,即 0b1000
  7.     return 0;
  8. }
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按位或(|)

对两个操作数的每一位进行逻辑或操作(即当两位中至少有一位为 1 时结果为 1,否则为 0)。
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int a = 0b1010;
  4.     int b = 0b1100;
  5.     int result = a | b;  // 按位或
  6.     printf("按位或结果: %d\n", result);  // 输出为 14,即 0b1110
  7.     return 0;
  8. }
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按位异或(^)

对两个操作数的每一位进行逻辑异或操作(即当两位相异时结果为 1,相同时为 0)。
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int a = 0b1010;
  4.     int b = 0b1100;
  5.     int result = a ^ b;  // 按位异或
  6.     printf("按位异或结果: %d\n", result);  // 输出为 6,即 0b0110
  7.     return 0;
  8. }
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按位取反(~)

对操作数的每一位进行取反操作(即 0 变为 1,1 变为 0)。
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int a = 0b1010;
  4.     int result = ~a;  // 按位取反
  5.     printf("按位取反结果: %d\n", result);  // 输出为 -11,即 0b1111111111111111111111111111110101
  6.     return 0;
  7. }
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左移(<<)

将操作数的二进制表现向左移动指定的位数,右边补 0。
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int a = 0b1010;
  4.     int result = a << 1;  // 左移 1 位
  5.     printf("左移结果: %d\n", result);  // 输出为 20,即 0b10100
  6.     return 0;
  7. }
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右移(>>)

将操作数的二进制表现向右移动指定的位数,对于无符号数,左边补 0;对于有符号数,根据编译器和系统可能是补 0 或补符号位。
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int a = 0b1010;
  4.     int result = a >> 1;  // 右移 1 位
  5.     printf("右移结果: %d\n", result);  // 输出为 5,即 0b0101
  6.     return 0;
  7. }
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二进制数的存储和表现

在内存中,整数通常以二进制补码的形式存储。对于有符号整数:
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int a = -5;
  4.     // 原码:10000000 00000000 00000000 00000101
  5.     // 反码:11111111 11111111 11111111 11111010
  6.     // 补码:11111111 11111111 11111111 11111011
  7.     printf("存储的二进制补码表示: %d\n", a);  // 输出为 -5
  8.     return 0;
  9. }
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原码

原码是最直观的表现有符号数的方法,它将最高位用作符号位(0 表现正数,1 表现负数),别的位表现数值的绝对值。
  1. 原码:10000000 00000000 00000000 00000101
  2. // 最高位 1 表示这个数是负数
  3. // 其余位 0000000 00000000 00000000 00000101 表示数值部分,即 5。
  4. //  因此,这个原码表示的是 -5。
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反码

反码是对原码除符号位外的所有位取反得到的。
  1. 原码:10000000 00000000 00000000 00000101
  2. // 符号位不变,仍然是 1
  3. // 对其余位取反
  4.     // 原码的数值部分 0000000 00000000 00000000 00000101 取反后得到 1111111 11111111 11111111 11111010。
  5. 反码:11111111 11111111 11111111 11111010
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补码

补码是在反码的底子上加 1 得到的,它是盘算机中最常用的表现有符号数的方式,由于使用补码可以方便地进行加减运算。
  1. 原码:10000000 00000000 00000000 00000101
  2. 反码:11111111 11111111 11111111 11111010
  3. //直接加 1
  4. 11111111 11111111 11111111 11111010
  5. + 00000000 00000000 00000000 00000001
  6. 11111111 11111111 11111111 11111011
  7. //补码:11111111 11111111 11111111 11111011
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为什么使用补码?

总结

二进制数的应用

标志位操作

使用二进制的位来表现差别的标志。
  1. #include <stdio.h>
  2. #define FLAG_A 0b0001
  3. #define FLAG_B 0b0010
  4. #define FLAG_C 0b0100
  5. int main() {
  6.     int flags = 0;
  7.     flags |= FLAG_A;  // 设置 FLAG_A
  8.     flags |= FLAG_B;  // 设置 FLAG_B
  9.     if (flags & FLAG_A) {
  10.         printf("FLAG_A 已设置\n");
  11.     }
  12.     if (flags & FLAG_B) {
  13.         printf("FLAG_B 已设置\n");
  14.     }
  15.     if (flags & FLAG_C) {
  16.         printf("FLAG_C 已设置\n");
  17.     }
  18.     return 0;
  19. }
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位掩码

使用位掩码来提取或修改特定的位。
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     int num = 0b10101010;
  4.     int mask = 0b00110000;
  5.     int result = num & mask;  // 提取特定的位
  6.     printf("提取结果: %d\n", result);  // 输出为 0b00100000
  7.     return 0;
  8. }
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八进制(Octal)

使用数字 0 到 7,在 C 语言中,以数字 0 开头表现八进制数。
八进制转十进制

从右往左,将八进制数的每一位乘以 8^n(n 从 0 开始),然后将结果相加。
  1. 013 八进制 表示 = 1 乘 8的一次方 + 3 乘 8的零次方
  2.                = 8 + 3
  3.                = 11(十进制)
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十进制转八进制

将十进制数除以 8,取余数,将商继续除以 8,直到商为 0。将每次得到的余数从下往上分列,就是对应的八进制数。
  1. 将十进制数 10 转换为八进制
  2. 10 ÷ 8 = 1 ······ 2
  3. 1 ÷ 8 = 0 ······ 1
  4. // 结果是 012
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十进制(Decimal)

是我们日常生活中最常用的计数系统,使用数字 0 到 9。在 C 语言中,直接使用数字表现十进制数,例如 10, 255, 0 等。
  1. 11(十进制)表示 = 1 乘 10的一次方 + 1 乘 10的零次方
  2.                 = 10 + 1
  3.                 = 11
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十六进制(Hexadecimal)

使用数字 0 到 9 和字母 A 到 F(或 a 到 f)表现,在 C 语言中,以 0x 或 0X 开头表现十六进制数。
十六进制转十进制

从右往左,将十六进制数的每一位乘以 16^n (n 从 0 开始),对于 A 到 F 的数字,其值分别为 10 到 15。将结果相加。
  1. 0xFF 十六进制 表示 = 15 乘 16的一次方 + 15 乘 16的零次方
  2.                   = 240 + 15
  3.                   = 255
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十进制转十六进制

将十进制数除以 16,取余数,将商继续除以 16,直到商为 0。余数为 10 到 15 时用 A 到 F 表现,将每次得到的余数从下往上分列,就是对应的十六进制数。
  1. 将十进制数 255 转换为十六进制
  2. 255 ÷ 16 = 15 ······ 15 (F)
  3. 15 ÷ 16 = 0 ······ 15 (F)
  4. // 结果是 0xFF
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二进制与其他进制的转换

八进制与十六进制的转换


追更

printf函数的应用

width应用

  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     // 左对齐
  4.     printf("左对齐: %-8d\n", 10);
  5.     // 强制输出正负号
  6.     printf("强制输出正负号: %+d\n", 10);
  7.     printf("强制输出正负号: %+d\n", -10);
  8.     // 正数前输出空格,负数前输出负号
  9.     printf("正数前输出空格: % d\n", 10);
  10.     printf("负数前输出负号: % d\n", -10);
  11.     // 用 0 填充宽度
  12.     printf("用 0 填充宽度: %08d\n", 10);
  13.     printf("用 0 填充宽度: %08d\n", -10);
  14.     // 对于 %o,输出八进制数时加前缀 0;对于 %x 或 %X,输出十六进制数时加前缀 0x 或 0X;
  15.     // 对于 %f、%e 或 %g,即使没有小数部分也输出小数点
  16.     printf("八进制加前缀: %#o\n", 10);
  17.     printf("十六进制加前缀 (小写): %#x\n", 10);
  18.     printf("十六进制加前缀 (大写): %#X\n", 10);
  19.     printf("浮点数加小数点: %#f\n", 10.0);
  20.     printf("浮点数加小数点: %#e\n", 10.0);
  21.     printf("浮点数加小数点: %#g\n", 10.0);
  22.     return 0;
  23. }
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控制台打印
  1. 左对齐: 10      
  2. 强制输出正负号: +10
  3. 强制输出正负号: -10
  4. 正数前输出空格:  10
  5. 负数前输出负号: -10
  6. 用 0 填充宽度: 00000010
  7. 用 0 填充宽度: -0000010
  8. 八进制加前缀: 012
  9. 十六进制加前缀 (小写): 0xa
  10. 十六进制加前缀 (大写): 0XA
  11. 浮点数加小数点: 10.000000
  12. 浮点数加小数点: 1.000000e+01
  13. 浮点数加小数点: 10.0000
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Flags应用

  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     // 左对齐
  4.     int num1 = 42;
  5.     printf("左对齐: |%-8d|\n", num1);
  6.     // 强制输出正负号
  7.     int num2 = 33;
  8.     int num3 = -25;
  9.     printf("强制输出正负号 (正数): |%+d|\n", num2);
  10.     printf("强制输出正负号 (负数): |%+d|\n", num3);
  11.     // 正数前输出空格,负数前输出负号
  12.     int num4 = 18;
  13.     int num5 = -12;
  14.     printf("正数前输出空格: |% d|\n", num4);
  15.     printf("负数前输出负号: |% d|\n", num5);
  16.     // 用 0 填充宽度
  17.     int num6 = 7;
  18.     int num7 = -49;
  19.     printf("用 0 填充宽度 (正数): |%08d|\n", num6);
  20.     printf("用 0 填充宽度 (负数): |%08d|\n", num7);
  21.     // 对于 %o,输出八进制数时加前缀 0;对于 %x 或 %X,输出十六进制数时加前缀 0x 或 0X;对于 %f、%e 或 %g,即使没有小数部分也输出小数点
  22.     int num8 = 20;
  23.     float num9 = 123.0;
  24.     printf("八进制加前缀: |%#o|\n", num8);
  25.     printf("十六进制加前缀 (小写): |%#x|\n", num8);
  26.     printf("十六进制加前缀 (大写): |%#X|\n", num8);
  27.     printf("浮点数加小数点: |%#f|\n", num9);
  28.     printf("浮点数加小数点 (科学计数法): |%#e|\n", num9);
  29.     printf("浮点数加小数点 (自动选择格式): |%#g|\n", num9);
  30.     return 0;
  31. }
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  1. 左对齐: |42      |
  2. 强制输出正负号 (正数): |+33|
  3. 强制输出正负号 (负数): |-25|
  4. 正数前输出空格: | 18|
  5. 负数前输出负号: |-12|
  6. 用 0 填充宽度 (正数): |00000007|
  7. 用 0 填充宽度 (负数): |-00000049|
  8. 八进制加前缀: |024|
  9. 十六进制加前缀 (小写): |0x14|
  10. 十六进制加前缀 (大写): |0X14|
  11. 浮点数加小数点: |123.000000|
  12. 浮点数加小数点 (科学计数法): |1.230000e+02|
  13. 浮点数加小数点 (自动选择格式): |123.000|
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Precision应用

  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     // 对于浮点数,指定小数点后的位数
  4.     float pi = 3.1415926;
  5.     float euler = 2.7182818;
  6.     printf("pi 保留两位小数: %.2f\n", pi);
  7.     printf("euler 保留三位小数: %.3f\n", euler);
  8.     // 对于字符串,指定最大输出长度
  9.     char str[] = "Hello, World!";
  10.     printf("字符串截取前 5 个字符: %.5s\n", str);
  11.     printf("字符串截取前 8 个字符: %.8s\n", str);
  12.     return 0;
  13. }
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  1. pi 保留两位小数: 3.14
  2. euler 保留三位小数: 2.718
  3. 字符串截取前 5 个字符: Hello
  4. 字符串截取前 8 个字符: Hello, W
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Length 应用

  1. #include <stdio.h>
  2. int main() {
  3.     // 使用 h 表示短整型
  4.     short short_num = 10;
  5.     printf("短整型: %hd\n", short_num);
  6.     // 使用 l 表示长整型
  7.     long long_num = 1000000L;
  8.     printf("长整型: %ld\n", long_num);
  9.     // 使用 l 表示双精度浮点数
  10.     double double_num = 3.14;
  11.     printf("双精度浮点数: %lf\n", double_num);
  12.     // 使用 ll 表示长长整型
  13.     long long long_long_num = 123456789012345LL;
  14.     printf("长长整型: %lld\n", long_long_num);
  15.     // 使用 L 表示长双精度浮点数
  16.     long double long_double_num = 3.14L;
  17.     printf("长双精度浮点数: %Lf\n", long_double_num);
  18.     return 0;
  19. }
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  1. 短整型: 10
  2. 长整型: 1000000
  3. 双精度浮点数: 3.140000
  4. 长长整型: 123456789012345
  5. 长双精度浮点数: 3.140000
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