【C++教程】使用printf语句实现进制转换

在C语言中，printf 函数可以直接实现部分进制转换功能，通过格式说明符（format specifier）快速输出不同进制的数值。以下是详细使用方法及示例代码：

一、printf 原生支持的进制转换

1. 十进制、八进制、十六进制转换

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 255;
    
    // 十进制输出（默认）
    printf("十进制: %d\n", num);  // 255
    
    // 八进制输出（无前缀）
    printf("八进制: %o\n", num);  // 377
    
    // 十六进制输出（小写字母）
    printf("十六进制: %x\n", num); // ff
    
    // 十六进制输出（大写字母）
    printf("十六进制: %X\n", num); // FF
    
    return 0;
}

2. 显示进制前缀

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 255;
    
    // 显示八进制前缀 0
    printf("带前缀的八进制: %#o\n", num); // 0377
    
    // 显示十六进制前缀 0x/0X
    printf("带前缀的十六进制: %#x\n", num); // 0xff
    printf("带前缀的十六进制: %#X\n", num); // 0XFF
    
    return 0;
}

3. 指定输出宽度和填充

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 15;
    
    // 输出8位宽度，不足部分补前导零
    printf("补零的八进制: %#08o\n", num);  // 0000017
    printf("补零的十六进制: %#08x\n", num); // 0x00000f
    
    return 0;
}

二、printf 不支持的进制转换

1. 二进制输出（需要手动实现）

#include <stdio.h>

void print_binary(unsigned int num) {
    if (num > 1) print_binary(num >> 1);
    putchar((num & 1) ? '1' : '0');
}

int main() {
    int num = 10;
    printf("二进制: ");
    print_binary(num); // 1010
    return 0;
}

2. 任意进制转换（通用方法）

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void reverse(char* str) {
    int len = strlen(str);
    for (int i = 0; i < len/2; i++) {
        char temp = str[i];
        str[i] = str[len-1 - i];
        str[len-1 - i] = temp;
    }
}

void dec_to_base(unsigned int num, int base, char* output) {
    if (base < 2 || base > 36) {
        strcpy(output, "Invalid base");
        return;
    }

    const char digits[] = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    int index = 0;
    
    do {
        output[index++] = digits[num % base];
        num /= base;
    } while (num > 0);
    
    output[index] = '\0';
    reverse(output);
}

int main() {
    char buffer[32];
    dec_to_base(255, 2, buffer);
    printf("二进制: %s\n", buffer); // 11111111
    return 0;
}

三、输入其他进制的数值（scanf 的用法）

#include <stdio.h>

int main() {
    int num;
    
    // 输入十六进制数（如 FF）
    printf("输入十六进制数: ");
    scanf("%x", &num);
    printf("十进制值: %d\n", num); // 255
    
    // 输入八进制数（如 377）
    printf("输入八进制数: ");
    scanf("%o", &num);
    printf("十进制值: %d\n", num); // 255
    
    return 0;
}

四、注意事项

1. 类型限制：

   • 使用 %o, %x, %X 时，建议用 unsigned 类型，避免符号扩展问题：

     unsigned int num = 255;
     printf("%#x\n", num); // 正确输出 0xff
     

2. 二进制输出优化：

   // 使用宏定义快速输出二进制
   #define PRINT_BINARY(n) \
       for (int i = sizeof(n)*8-1; i >= 0; i--) \
           putchar((n & (1 << i)) ? '1' : '0'); \
       putchar('\n')
   
   int main() {
       PRINT_BINARY(10); // 00000000000000000000000000001010
       return 0;
   }
   

3. 大数处理：

   • 对于超过 unsigned int 范围的数值，需使用字符串处理（类似 Python 的 int(string, base)）。

通过 printf 可以直接实现八进制、十六进制的输出，二进制和其他进制需要手动实现。若需更复杂的进制转换（如浮点数转换或超大数处理），需结合字符串操作或数学库函数。