C語言實現十六進制與二進制的相互轉換

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本文中的代碼可以將文件中的十六進制存儲與二進制存儲相互轉換。

十六進制->二進制

原理是：每兩位存儲為一個字符（char）保存。

因為十六進制數最大為 f，即 15，在內存中隻需要 4 位就可以表示。而一般情況下一個字符是占一個字節 8 位，所以正好可以存儲十六進制兩位。

舉個栗子：

在文件中存儲十六進制為ab，ab轉換為二進制，就是1010 1011，剛好八位，可以聯想到ASCII碼，用一個字符可以表示。

註意轉為二進制後，前32個為不可見字符，附圖ASCII碼。

（將十六進制轉為二進制還會壓縮一倍的空間？因為ab本來占兩個字節，現在轉成二進制，即一個char字符，隻占用一個字節大小。但是轉換過程中時間消耗，我不太確定是否優化瞭）

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE * in  = fopen("./data.txt", "r");
    FILE * out  = fopen("./data", "w");

    while (1) {
        char c;
        unsigned char d = 0;

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            // 從 in 讀取 1 個大小為 1 字節數據保存在 c
            if (fread(&c, 1, 1, in) == 0) {
                fclose(in);
                fclose(out);
                return 0;
            }
        	// 讀到空格或者換行索引需要回退
            if (c == ' ' || c == '\n') {
                i--;
                continue;
            }
            // 將讀到的十六進制字符轉成具體的十進制數字
            if (c >= '0' && c <= '9') {
                c -= '0';
            } else if (c >= 'a' && c <= 'f') {
                c -= 'a';
                c += 10;
            } else {
                printf("error");
            }
            //printf("c -> %d  \n", c);
            d <<= 4;
            d |= c;
        }
        //printf("-------> %c\n", d);
        fwrite(&d, 1, 1, out);
    }

    return 0;

}

核心代碼：

d <<= 4 and d |= c

解釋：

內層for循環為兩次，c讀取兩次:

我們假設第一次讀到a字符，第二次讀到b字符。

（或運算：參加運算的兩個對象隻要有一個為1，其值為1）

操作 值
第一次循環開始 ： d （0000 0000） c(0000 1010)
d <<= 4 : d (0000 0000)     c(0000 1010)
d |= c : d （0000 1010） c(0000 1010)
第二次循環開始： d （0000 1010） c(0000 1011)
d <<= 4 :  d (1010 0000)     c(0000 1011)
d |= c :  d （1010 1011） c(0000 1011)
兩次循環結束 將d寫入文件，轉換完成。  

如果想知道轉換是否正確的話，可以用 hexdump -C + 文件名（data) 檢查一下是否正確。（linux命令）

二進制->十六進制

這個就是上邊操作相反的過程，讀取二進制文件，然後轉成十六進制字符保存。

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE * in  = fopen("./data.txt", "r");
    FILE * out  = fopen("./data", "w");

    char space = ' ';
    char enter = '\n';

    int idx = 0;
    while (1) {
        char c[2];
        unsigned char d = 0;

        for (int i = 0; i < 4; ++i) {
            // 讀取一個字節
            if (fread(&d, 1, 1, in) == 0) {
                fclose(in);
                fclose(out);
                return 0;
            }

            // 一個二進制字節轉回兩個十六進制字符
            char mask = 0xf;
            c[0] = d >> 4;      // 將低位移走就是該字節保存的第一個十六進制字符
            c[1] = d & mask;    // 保留 d 的低位就是該字節保存的第二個十六進制字符

            // 將十進制數字轉回對應的十六進制字符（與上一步轉換的代碼相反）
            if (c[0] >= 0 && c[0] <= 9) {
                c[0] += '0';
            } else {
                c[0] -= 10;
                c[0] += 'a';
            }
            if (c[1] >= 0 && c[1] <= 9) {
                c[1] += '0';
            } else {
                c[1] -= 10;
                c[1] += 'a';
            }

            // 從 c 地址開始讀取兩個字節，寫到 out 
            fwrite(&c, 1, 2, out);
        }
        // 寫空格或者換行 保持格式
        idx++;
        if (idx == 4){
            idx = 0;
            fwrite(&enter, 1, 1, out);
        } else {
            fwrite(&space, 1, 1, out);
        }
    }
    return 0;

}

mask的二進制是0000 1111。

到此這篇關於C語言實現十六進制與二進制的相互轉換的文章就介紹到這瞭,更多相關C語言 十六進制二進制互轉內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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