C语言实现十六进制与二进制的相互转换
_苏沐 人气:0本文中的代码可以将文件中的十六进制存储与二进制存储相互转换。
十六进制->二进制
原理是：每两位存储为一个字符（char）保存。
因为十六进制数最大为 f，即 15，在内存中只需要 4 位就可以表示。而一般情况下一个字符是占一个字节 8 位，所以正好可以存储十六进制两位。
举个栗子：
在文件中存储十六进制为ab，ab转换为二进制，就是1010 1011，刚好八位，可以联想到ASCII码，用一个字符可以表示。
注意转为二进制后，前32个为不可见字符，附图ASCII码。
（将十六进制转为二进制还会压缩一倍的空间？因为ab本来占两个字节，现在转成二进制，即一个char字符，只占用一个字节大小。但是转换过程中时间消耗，我不太确定是否优化了）
#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) {
// 从 in 读取 1 个大小为 1 字节数据保存在 c
if (fread(&c, 1, 1, in) == 0) {
fclose(in);
fclose(out);
return 0;
}
// 读到空格或者换行索引需要回退
if (c == ' ' || c == '\n') {
i--;
continue;
}
// 将读到的十六进制字符转成具体的十进制数字
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;
}
核心代码：
d <<= 4 and d |= c
解释：
内层for循环为两次，c读取两次:
我们假设第一次读到a字符，第二次读到b字符。
（或运算：参加运算的两个对象只要有一个为1，其值为1）
| 操作 | 值 |
|---|---|
| 第一次循环开始 ： | d （0000 0000） c(0000 1010) |
| d <<= 4 : | d (0000 0000) c(0000 1010) |
| d |= c : | d （0000 1010） c(0000 1010) |
| 第二次循环开始： | d （0000 1010） c(0000 1011) |
| d <<= 4 : | d (1010 0000) c(0000 1011) |
| d |= c : | d （1010 1011） c(0000 1011) |
| 两次循环结束 将d写入文件，转换完成。 |
如果想知道转换是否正确的话，可以用 hexdump -C + 文件名（data) 检查一下是否正确。（linux命令）
二进制->十六进制
这个就是上边操作相反的过程，读取二进制文件，然后转成十六进制字符保存。
#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) {
// 读取一个字节
if (fread(&d, 1, 1, in) == 0) {
fclose(in);
fclose(out);
return 0;
}
// 一个二进制字节转回两个十六进制字符
char mask = 0xf;
c[0] = d >> 4; // 将低位移走就是该字节保存的第一个十六进制字符
c[1] = d & mask; // 保留 d 的低位就是该字节保存的第二个十六进制字符
// 将十进制数字转回对应的十六进制字符（与上一步转换的代码相反）
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';
}
// 从 c 地址开始读取两个字节，写到 out
fwrite(&c, 1, 2, out);
}
// 写空格或者换行 保持格式
idx++;
if (idx == 4){
idx = 0;
fwrite(&enter, 1, 1, out);
} else {
fwrite(&space, 1, 1, out);
}
}
return 0;
}
mask的二进制是0000 1111。
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