C++ 如何以二进制形式打印（使用cout）数字？

我正在学习一门关于操作系统的大学课程，我们正在学习如何从二进制转换为十六进制，从十进制转换为十六进制，等等。今天我们刚刚学习了有符号/无符号数字是如何使用二者的补码~number+1存储在内存中的

我们有一些书面练习要做，我希望在把作业交给老师之前能够验证我的答案。我写了一个C++程序，用于前几个练习，但是现在我要考虑如何用以下问题来验证我的答案：

char a, b;

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

b = a >> 3;

我们需要显示a，b和c在内存中的二进制表示

我已经在纸上做过了，它给了我以下结果，在两个补码之后的数字的记忆中的所有二进制表示：

a=00111010这是一个字符，所以是一个字节

b=000011000这是一个字符，所以是一个字节

c=11111110011000101这是一个短的，所以是2个字节

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有没有办法验证我的答案？是否有一个标准的方式在C++中显示二进制表示在一个数的内存中，或者我需要对每个步骤进行编码，我自己计算两个补码，然后转换成二进制数？我知道后者不会花那么长时间，但我很好奇是否有一种标准的方法可以做到这一点。

这就是你想要的吗

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

C++中有一种标准的方法来显示一个数字的二进制表示形式[[…]？< /P> >。 没有。没有std:：bin，比如std:：hex或std:：dec，但自己输出二进制数字并不困难：

您可以通过屏蔽所有其他位来输出最左边的位，左移位，并对所有位重复该操作

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类型中的位数为sizeofT*CHAR\u位

最简单的方法可能是创建一个表示值的流，然后将其流到cout

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如果要显示任何对象的位表示，而不仅仅是整数，请记住首先重新解释为字符数组，然后可以通过位集将该数组的内容打印为十六进制，甚至二进制：

#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);
}

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请注意，大多数常见的系统都是little endian，因此show_binrepc的输出不是您期望的1111111 011000101，因为它不是以这种方式存储在内存中的。如果您正在寻找二进制的值表示，那么一个简单的cout类似于已经发布的内容，只需使用位移位和掩码来获取位；可用于任何类型，仅作为模板不确定是否有标准方法获取1字节中的位数，我在这里使用8

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使用实时转换到std:：位集。没有临时变量，没有循环，没有函数，没有宏

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以下是获得数字二进制表示的真正方法：

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

可重用功能：

用法：

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这和所有的整数都有作用。

使用旧的C++版本，可以使用这个片段：

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

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使用std:：位集答案和方便模板：

#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;
}

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在C++20中，您可以使用来执行以下操作：

unsigned char a = -58;
std::cout << std::format("{:b}", a);

同时，您可以使用std:：format。{fmt}还提供了打印功能，使之更容易、更高效：

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免责声明：我是{fmt}和C++20 std:：format.的作者。

您了解十六进制表示法吗？如果你这样做了，你可以使用std:：hex操纵器打印十六进制表示法-我将把它作为一个练习留给你来解决其余的问题…你在内存中强调了很多，但我希望他们没有让你处理endian问题。你知道endianness是什么吗？如果你这样做了，你会在意这个练习吗？这些问题的答案可能会影响您问题的答案。根据您的IDE，如果您只是希望验证手写解决方案的正确性，而不是实际编写程序来显示有用的内容，您可以使用Visual Studio的内存查看器之类的工具来查看内存的确切内容。例如，即使是Google也会这样做–但是+1表示希望自己在代码中找到如何实现它。请原谅我的无知，但这是否只会显示一个数字的二进制表示形式，例如8将是000011000，或者它的内存表示形式，例如通过处理符号位并使用两个补码来存储-8？Jesse:bitset的构造函数参数被解释为无符号值，其结果与两个补码的结果相同。严格地说，C++不能保证两个补码运算，而且在你的例子中，-58＞3操作是不确定的。我可以在这个例子中把位元值IE，X或Y键入char *.nrnasasWAP：我想你可以把它投进去，但是结果不太有用。如果您需要结果作为字符串，请使用位集的to_字符串成员。谢谢Jerry，我在几分钟后发现了to_字符串。仅供参考，强制转换不起作用，比特集变量是一些看起来很神秘的比特集3ul的对象？！班最好让抽象来完成工作！获取每个字节的位数的标准方法是宏字符位。看来sbi编辑了Δξςaccord的帖子

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对于@R.MartinhoFernandes的评论，我感到非常惊讶。然而，他没有改变最后一句话。我将进行编辑。主持人注：我试图有选择地清除这个答案下的敌对或非建设性评论，结果导致了一次非常破裂的对话。所有评论都被清除。请保持评论的专业性、建设性，最重要的是对主题的评论。如果OP想要删除这个，OP现在应该已经删除了。如果你不同意这个答案，那就投票吧。如果您可以改进此答案，请编辑。真的，我们都是成年人了，是吗？我几乎检查了这里所有评论的年龄，以确保每个人都超过13岁。不应该是int t=pow2，num_of_bits-1？不这只是将x复制到i中。除非你的意思是开玩笑？请注意，硬编码的大小是没有必要的。例如，要打印x，请使用：std:：cout打印错误的位数。111000110是9位，不是8位。我犯了一个边界错误，请检查Visual Studio 2019中现在还没有STD:：format，是吗？不是，但他们正在处理它。

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

#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
}

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

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

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

#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;
}

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;

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

unsigned char a = -58;
std::cout << std::format("{:b}", a);

unsigned char a = -58;
fmt::print("{:b}", a);