BigInteger转换为十六进制/十进制/八进制/二进制字符串？

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：问答

在Java中，我可以

BigInteger b = new BigInteger(500);

然后格式化，如我所愿

b.toString(2); //binary
b.toString(8); //octal
b.toString(10); //decimal
b.toString(16); //hexadecimal

在C＃中，我可以做

int num = int.Parse(b.ToString());
Convert.ToString(num,2) //binary
Convert.ToString(num,8) //octal

等等。但是我只能用long较小的值来做。有某种方法可以打印具有指定基数的BigInteger？我张贴了这个，BigInteger解析八进制字符串？，昨天，收到了有关如何将基本上所有的字符串都转换为BigInteger值的解决方案，但尚未成功输出。

回答：

转换BigInteger为十进制，十六进制，二进制，八进制字符串：

让我们从一个BigInteger值开始：

BigInteger bigint = BigInteger.Parse("123456789012345678901234567890");

基地10和基地16

内置的Base 10（十进制）和Base 16（十六进制）覆盖很容易：

// Convert to base 10 (decimal):
string base10 = bigint.ToString();
// Convert to base 16 (hexadecimal):
string base16 = bigint.ToString("X");

回答：

请注意，ToString("X")当的值为BigInteger正时，确保十六进制字符串的前导零。这与ToString("X")从禁止前导零的其他值类型转换时的通常行为不同。

例：

var positiveBigInt = new BigInteger(128);
var negativeBigInt = new BigInteger(-128);
Console.WriteLine(positiveBigInt.ToString("X"));
Console.WriteLine(negativeBigInt.ToString("X"));

结果：

080
80

此行为有一个目的，因为前导零表示该BigInteger值为正值-本质上，前导零提供了正负号。这是必要的（与其他值类型转换相反），因为a

BigInteger没有固定的大小；因此，没有指定的符号位。前导零标识一个正值，而不是负数。这允许“往返”

BigInteger值从穿出，再从穿通ToString()回去Parse()。MSDN 上的BigInteger

Structure页面上讨论了此行为。

扩展方法：BigInteger到Binary，Hex和Octal

这是一个包含扩展方法的类，用于将BigInteger实例转换为二进制，十六进制和八进制字符串：

using System;
using System.Numerics;
using System.Text;
/// <summary>
/// Extension methods to convert <see cref="System.Numerics.BigInteger"/>
/// instances to hexadecimal, octal, and binary strings.
/// </summary>
public static class BigIntegerExtensions
{
  /// <summary>
  /// Converts a <see cref="BigInteger"/> to a binary string.
  /// </summary>
  /// <param name="bigint">A <see cref="BigInteger"/>.</param>
  /// <returns>
  /// A <see cref="System.String"/> containing a binary
  /// representation of the supplied <see cref="BigInteger"/>.
  /// </returns>
  public static string ToBinaryString(this BigInteger bigint)
  {
    var bytes = bigint.ToByteArray();
    var idx = bytes.Length - 1;
    // Create a StringBuilder having appropriate capacity.
    var base2 = new StringBuilder(bytes.Length * 8);
    // Convert first byte to binary.
    var binary = Convert.ToString(bytes[idx], 2);
    // Ensure leading zero exists if value is positive.
    if (binary[0] != '0' && bigint.Sign == 1)
    {
      base2.Append('0');
    }
    // Append binary string to StringBuilder.
    base2.Append(binary);
    // Convert remaining bytes adding leading zeros.
    for (idx--; idx >= 0; idx--)
    {
      base2.Append(Convert.ToString(bytes[idx], 2).PadLeft(8, '0'));
    }
    return base2.ToString();
  }
  /// <summary>
  /// Converts a <see cref="BigInteger"/> to a hexadecimal string.
  /// </summary>
  /// <param name="bigint">A <see cref="BigInteger"/>.</param>
  /// <returns>
  /// A <see cref="System.String"/> containing a hexadecimal
  /// representation of the supplied <see cref="BigInteger"/>.
  /// </returns>
  public static string ToHexadecimalString(this BigInteger bigint)
  {
    return bigint.ToString("X");
  }
  /// <summary>
  /// Converts a <see cref="BigInteger"/> to a octal string.
  /// </summary>
  /// <param name="bigint">A <see cref="BigInteger"/>.</param>
  /// <returns>
  /// A <see cref="System.String"/> containing an octal
  /// representation of the supplied <see cref="BigInteger"/>.
  /// </returns>
  public static string ToOctalString(this BigInteger bigint)
  {
    var bytes = bigint.ToByteArray();
    var idx = bytes.Length - 1;
    // Create a StringBuilder having appropriate capacity.
    var base8 = new StringBuilder(((bytes.Length / 3) + 1) * 8);
    // Calculate how many bytes are extra when byte array is split
    // into three-byte (24-bit) chunks.
    var extra = bytes.Length % 3;
    // If no bytes are extra, use three bytes for first chunk.
    if (extra == 0)
    {
      extra = 3;
    }
    // Convert first chunk (24-bits) to integer value.
    int int24 = 0;
    for (; extra != 0; extra--)
    {
      int24 <<= 8;
      int24 += bytes[idx--];
    }
    // Convert 24-bit integer to octal without adding leading zeros.
    var octal = Convert.ToString(int24, 8);
    // Ensure leading zero exists if value is positive.
    if (octal[0] != '0' && bigint.Sign == 1)
    {
      base8.Append('0');
    }
    // Append first converted chunk to StringBuilder.
    base8.Append(octal);
    // Convert remaining 24-bit chunks, adding leading zeros.
    for (; idx >= 0; idx -= 3)
    {
      int24 = (bytes[idx] << 16) + (bytes[idx - 1] << 8) + bytes[idx - 2];
      base8.Append(Convert.ToString(int24, 8).PadLeft(8, '0'));
    }
    return base8.ToString();
  }
}

乍一看，这些方法似乎比必要的更为复杂。实际上，确实增加了一些额外的复杂度，以确保转换后的字符串中存在正确的前导零。

让我们检查每种扩展方法，以了解它们如何工作：

回答：

以下是使用此扩展方法将a转换BigInteger为二进制字符串的方法：

// Convert BigInteger to binary string.
bigint.ToBinaryString();

这些扩展方法中每种方法的基本核心都是该BigInteger.ToByteArray()方法。此方法将a转换BigInteger为字节数组，这是我们如何获取BigInteger值的二进制表示形式的方法：

var bytes = bigint.ToByteArray();

不过请注意，返回的字节数组是按小端顺序排列的，因此第一个数组元素是的最低有效字节（LSB）BigInteger。由于使用a

StringBuilder来构建输出字符串（以最高有效位（MSB）开头）， 以便首先转换最高有效字节。

因此，将索引指针设置为字节数组中的最高有效数字（最后一个元素）：

var idx = bytes.Length - 1;

要捕获转换后的字节，将StringBuilder创建一个：

var base2 = new StringBuilder(bytes.Length * 8);

该StringBuilder构造函数采用了容量StringBuilder。所需的容量StringBuilder是通过将要转换的字节数乘以8（每个转换的字节产生8个二进制数字）来计算的。

然后将第一个字节转换为二进制字符串：

var binary = Convert.ToString(bytes[idx], 2);

此时，如果BigIntegera为正值，则必须确保存在前导零（请参见上面的讨论）。如果第一个转换的数字不是零，并且bigint是正数，则将a

'0'附加到StringBuilder：

// Ensure leading zero exists if value is positive.
if (binary[0] != '0' && bigint.Sign == 1)
{
  base2.Append('0');
}

接下来，将转换后的字节附加到StringBuilder：

base2.Append(binary);

要转换剩余的字节，循环以相反的顺序迭代字节数组的其余部分：

for (idx--; idx >= 0; idx--)
{
  base16.Append(Convert.ToString(bytes[idx], 2).PadLeft(8, '0'));
}

请注意，根据需要，每个转换的字节在左侧用零（‘0’）填充，因此转换后的字符串为八个二进制字符。这是非常重要的。如果没有此填充，十六进制值“

101”将被转换为二进制值“ 11”。前导零确保转换为“ 100000001”。

转换StringBuilder完所有字节后，将包含完整的二进制字符串，该字符串由扩展方法返回：

return base2.ToString();

回答：

将a转换BigInteger为八进制（以8为底）字符串比较复杂。问题是八进制数字代表三个位，这不是由所创建的字节数组的每个元素中保存的八个位的偶数倍BigInteger.ToByteArray()。为了解决此问题，将数组中的三个字节合并为24位块。每个24位块平均转换为八个八进制字符。

第一个24位块需要一些模数学：

var extra = bytes.Length % 3;

此计算确定将整个字节数组拆分为三字节（24位）的块时有多少个“额外”字节。第一次转换为八进制（最高有效数字）将获得“额外”字节，以便所有剩余的转换将各获得三个字节。

如果没有“额外”字节，则第一个块将获得完整的三个字节：

if (extra == 0)
{
  extra = 3;
}

第一个块被加载到一个称为int2424位的整数变量中。块的每个字节都被加载。加载其他字节时，会将之前的位int24左移8位以腾出空间：

int int24 = 0;
for (; extra != 0; extra--)
{
  int24 <<= 8;
  int24 += bytes[idx--];
}

将24位块转换为八进制可通过以下方式完成：

var octal = Convert.ToString(int24, 8);

同样，如果BigIntegera为正值，则第一个数字必须为前导零：

// Ensure leading zero exists if value is positive.
if (octal[0] != '0' && bigint.Sign == 1)
{
  base8.Append('0');
}

转换后的第一个块附加到StringBuilder：

base8.Append(octal);

其余的24位块将在循环中转换：

for (; idx >= 0; idx -= 3)
{
  int24 = (bytes[idx] << 16) + (bytes[idx -1] << 8) + bytes[idx - 2];
  base8.Append(Convert.ToString(int24, 8).PadLeft(8, '0'));
}

像二进制转换一样，每个转换后的八进制字符串都用零左填充，以使“ 7”变为“ 00000007”。这样可以确保零不会从转换后的字符串中间丢失（即，用“

17”代替“ 100000007”）。

回答：

将a转换BigInteger为其他数字基可能要复杂得多。只要数字的底数是2的幂（即2、4、8、16），创建的字节数组BigInteger.ToByteArray()就可以适当地拆分为位块并进行转换。

但是，如果基数不是2的幂，则问题将变得更加复杂，并且需要进行大量的循环和除法运算。由于这种数基转换很少见，因此我在这里仅介绍了流行的计算数基。

以上是 BigInteger转换为十六进制/十进制/八进制/二进制字符串？ 的全部内容， 来源链接： utcz.com/qa/433678.html

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