数値をバイナリ形式で（coutを使用して）印刷する方法は？

私はオペレーティングシステムに関する大学のコースをフォローしており、バイナリから16進数、10進数から16進数などに変換する方法を学習しています。今日は、2の補数（〜number + 1）。

紙で行う演習が2つあります。課題を教師に提出する前に、回答を確認できるようにしたいと思います。最初の数回の演習用にC ++プログラムを作成しましたが、次の問題で自分の答えを確認する方法がわからなくなりました。

char a, b;

short c;
a = -58;
c = -315;

b = a >> 3;

我々はバイナリ表現を示すために必要なメモリ内のをa、bとc。

私はそれを紙の上で行いました、そしてそれは私に次の結果を与えます（2の補数の後の数の記憶のすべてのバイナリ表現）：

a = 00111010（これは文字なので、1バイトです）

b = 00001000（これは文字なので、1バイトです）

c = 11111110 11000101（短いので2バイト）

私の答えを確認する方法はありますか？C ++で数値のメモリにバイナリ表現を表示する標準的な方法はありますか、または各ステップを自分でコーディングする必要がありますか（2の補数を計算してからバイナリに変換します）？後者はそれほど長くはかからないでしょうが、標準的な方法があるかどうか知りたいです。

最も簡単な方法は、おそらくstd::bitset値を表すものを作成し、それをにストリーミングすることcoutです。

#include <bitset>
...

char a = -58;    
std::bitset<8> x(a);
std::cout << x << '\n';

short c = -315;
std::bitset<16> y(c);
std::cout << y << '\n';

へのオンザフライ変換を使用しstd::bitsetます。一時変数、ループ、関数、マクロはありません。

Live On Coliru

#include <iostream>
#include <bitset>

int main() {
    int a = -58, b = a>>3, c = -315;

    std::cout << "a = " << std::bitset<8>(a)  << std::endl;
    std::cout << "b = " << std::bitset<8>(b)  << std::endl;
    std::cout << "c = " << std::bitset<16>(c) << std::endl;
}

プリント：

a = 11000110
b = 11111000
c = 1111111011000101

整数だけでなく、オブジェクトのビット表現を表示する場合は、最初にchar配列として再解釈することを忘れないでください。その後、その配列の内容を16進数として、または（ビットセットを介して）バイナリとしても出力できます。

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <climits>

template<typename T>
void show_binrep(const T& a)
{
    const char* beg = reinterpret_cast<const char*>(&a);
    const char* end = beg + sizeof(a);
    while(beg != end)
        std::cout << std::bitset<CHAR_BIT>(*beg++) << ' ';
    std::cout << '\n';
}
int main()
{
    char a, b;
    short c;
    a = -58;
    c = -315;
    b = a >> 3;
    show_binrep(a);
    show_binrep(b);
    show_binrep(c);
    float f = 3.14;
    show_binrep(f);
}

ほとんどの一般的なシステムはリトルエンディアンであることに注意してください。したがって、メモリに格納される方法でshow_binrep(c)はないため、の出力は期待する1111111 011000101 ではありません。バイナリでの値の表現を探している場合は、簡単にcout << bitset<16>(c)動作します。

C ++でメモリ内の数値のバイナリ表現を表示する標準的な方法はありますか[...]？

いいえstd::bin、std::hexまたはのようなはありstd::decませんが、数値バイナリを自分で出力することは難しくありません。

他のすべてをマスクして左端のビットを出力し、左シフトし、それをすべてのビットに対して繰り返します。

（型のビット数はsizeof(T) * CHAR_BITです。）

すでに投稿されているものと同様に、ビットシフトとマスクを使用してビットを取得します。テンプレートであるため、どのタイプでも使用できます（1バイトのビット数を取得する標準的な方法があるかどうかはわかりませんが、ここでは8を使用しました）。

#include<iostream>
#include <climits>

template<typename T>
void printBin(const T& t){
    size_t nBytes=sizeof(T);
    char* rawPtr((char*)(&t));
    for(size_t byte=0; byte<nBytes; byte++){
        for(size_t bit=0; bit<CHAR_BIT; bit++){
            std::cout<<(((rawPtr[byte])>>bit)&1);
        }
    }
    std::cout<<std::endl;
};

int main(void){
    for(int i=0; i<50; i++){
        std::cout<<i<<": ";
        printBin(i);
    }
}

再利用可能な機能：

template<typename T>
static std::string toBinaryString(const T& x)
{
    std::stringstream ss;
    ss << std::bitset<sizeof(T) * 8>(x);
    return ss.str();
}

使用法：

int main(){
  uint16_t x=8;
  std::cout << toBinaryString(x);
}

これはあらゆる種類の整数で機能します。

#include <iostream> 
#include <cmath>       // in order to use pow() function
using namespace std; 

string show_binary(unsigned int u, int num_of_bits);

int main() 
{ 

  cout << show_binary(128, 8) << endl;   // should print 10000000
  cout << show_binary(128, 5) << endl;   // should print 00000
  cout << show_binary(128, 10) << endl;  // should print 0010000000

  return 0; 
}

string show_binary(unsigned int u, int num_of_bits) 
{ 
  string a = "";

  int t = pow(2, num_of_bits);   // t is the max number that can be represented

  for(t; t>0; t = t/2)           // t iterates through powers of 2
      if(u >= t){                // check if u can be represented by current value of t
          u -= t;
          a += "1";               // if so, add a 1
      }
      else {
          a += "0";               // if not, add a 0
      }

  return a ;                     // returns string
}

古いC ++バージョンを使用すると、次のスニペットを使用できます。

template<typename T>
string toBinary(const T& t)
{
  string s = "";
  int n = sizeof(T)*8;
  for(int i=n-1; i>=0; i--)
  {
    s += (t & (1 << i))?"1":"0";
  }
  return s;
}

int main()
{
  char a, b;

  short c;
  a = -58;
  c = -315;

  b = a >> 3;

  cout << "a = " << a << " => " << toBinary(a) << endl;
  cout << "b = " << b << " => " << toBinary(b) << endl;
  cout << "c = " << c << " => " << toBinary(c) << endl;
}

a = => 11000110
b = => 11111000
c = -315 => 1111111011000101

std :: bitsetの回答と便利なテンプレートを使用する：

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <climits>

template<typename T>
struct BinaryForm {
    BinaryForm(const T& v) : _bs(v) {}
    const std::bitset<sizeof(T)*CHAR_BIT> _bs;
};

template<typename T>
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const BinaryForm<T> bf) {
    return os << bf._bs;
}

次のように使用します。

auto c = 'A';
std::cout << "c: " << c << " binary: " << BinaryForm{c} << std::endl;
unsigned x = 1234;
std::cout << "x: " << x << " binary: " << BinaryForm{x} << std::endl;
int64_t z { -1024 };
std::cout << "z: " <<  << " binary: " << BinaryForm{z} << std::endl;

出力を生成します：

c: A binary: 01000001
x: 1234 binary: 00000000000000000000010011010010
z: -1024 binary: 1111111111111111111111111111111111111111111111111111110000000000

数値のバイナリ表現を取得する真の方法は次のとおりです。

unsigned int i = *(unsigned int*) &x;

これはあなたが探しているものですか？

std::cout << std::hex << val << std::endl;