我正在学习 C 并编写一个简单的程序，该程序将采用 2 个假定为二进制数的字符串值并根据用户选择执行算术运算：
我的实现假设字符串中的每个字符都是二进制位，例如char bin5 = "0101";，但是一次解析字符串一个字符的方法似乎太天真了。理想情况下，我想直接使用二进制值。
在 C 中最有效的方法是什么？有没有更好的方法将输入视为二进制值而不是scanf() 并从字符串中获取每一位？
我做了一些研究，但从初学者的角度来看，我没有发现任何明显更好的方法。任何建议将不胜感激！
【问题讨论】：
标签： c binary performance math processing-efficiency
将字符串解析为整数，然后对整数进行数学运算不是更容易吗？
我假设这是一项学校作业，但我赞成你，因为你似乎付出了很大的努力。
【讨论】：
建议：
没有什么比一次遍历一个字符并确保用户只输入一个和零更好的了。请记住，如果您假设所有内容都是1 或0，即使您可以编写一个非常 快速的汇编程序，但您并不想这样做.用户可以输入任何内容，并且您希望能够告诉他们他们是否搞砸了。
确实，与添加实际数字可能需要的几个周期相比，这看起来慢得令人难以置信，但是如果您在纳秒或毫秒内得到答案真的很重要吗？无论如何，人类只能检测到 30 毫秒的延迟。
最后，与解析字符串或添加数字相比，从用户那里获取输入并将输出写入屏幕所花费的时间要长得多，因此您的算法几乎不是这里的瓶颈。为实际上计算密集型的事物保存您的花哨优化:-)。
您在这里应该关注的是减少任务的人力密集度。而且，事实证明已经有人为你做了。
解决方案：
看看the strtol() manpage：
long strtol(const char *nptr, char **endptr, int base);
这将允许您将任何基数的字符串 (nptr) 转换为长字符串。它也检查错误。转换二进制字符串的示例用法：
#include <stdlib.h>
char buf[MAX_BUF];
get_some_input(buf);
char *err;
long number = strtol(buf, &err, 2);
if (*err) {
// bad input: try again?
} else {
// number is now a long converted from a valid binary string.
}
提供基数 2 告诉 strtol 转换二进制文字。
【讨论】：
首先，我确实建议您使用 tgamblin 推荐的 strtol 之类的东西， 最好使用 lib 提供给您的东西，而不是一遍又一遍地创建轮子。
但是由于你正在学习 C 我做了一个没有 strtol 的小版本， 它既不快速也不安全，但我确实以位操作为例进行了一些尝试。
int main()
{
unsigned int data = 0;
int i = 0;
char str[] = "1001";
char* pos;
pos = &str[strlen(str)-1];
while(*pos == '0' || *pos == '1')
{
(*pos) -= '0';
data += (*pos) << i;
i++;
pos--;
}
printf("data %d\n", data);
return 0;
}
【讨论】：
为了获得最佳性能，您需要区分函数的可信输入和不可信输入。
例如，像getBinNum() 这样接受用户输入的函数应该检查有效字符并压缩以删除前导零。首先，我们将展示一个通用的就地压缩函数：
// General purpose compression removes leading zeroes.
void compBinNum (char *num) {
char *src, *dst;
// Find first non-'0' and move chars if there are leading '0' chars.
for (src = dst = num; *src == '0'; src++);
if (src != dst) {
while (*src != '\0')
*dst++ = *src++;
*dst = '\0';
}
// Make zero if we removed the last zero.
if (*num == '\0')
strcpy (num, "0");
}
然后提供一个检查器函数，该函数返回传入的值，如果无效则返回 NULL：
// Check untested number, return NULL if bad.
char *checkBinNum (char *num) {
char *ptr;
// Check for valid number.
for (ptr = num; *ptr == '0'; ptr++)
if ((*ptr != '1') && (*ptr != '0'))
return NULL;
return num;
}
然后是输入函数本身：
#define MAXBIN 256
// Get number from (untrusted) user, return NULL if bad.
char *getBinNum (char *prompt) {
char *num, *ptr;
// Allocate space for the number.
if ((num = malloc (MAXBIN)) == NULL)
return NULL;
// Get the number from the user.
printf ("%s: ", prompt);
if (fgets (num, MAXBIN, stdin) == NULL) {
free (num);
return NULL;
}
// Remove newline if there.
if (num[strlen (num) - 1] == '\n')
num[strlen (num) - 1] = '\0';
// Check for valid number then compress.
if (checkBinNum (num) == NULL) {
free (num);
return NULL;
}
compBinNum (num);
return num;
}
应该编写其他要相加或相乘的函数，以假设输入已经有效，因为它是由该库中的一个函数创建的。我不会为他们提供代码，因为它与问题无关：
char *addBinNum (char *num1, char *num2) {...}
char *mulBinNum (char *num1, char *num2) {...}
如果用户选择从getBinNum() 以外的其他地方获取数据，您可以允许他们调用checkBinNum() 来验证它。
如果你真的很偏执，你可以检查传入你的例程的每个数字并采取相应的行动（返回 NULL），但这需要相对昂贵的检查，而且没有必要。
【讨论】：
仅仅因为字符串仅由集合 {0,1} 中的数字组成而假设字符串是二进制数是危险的。例如，当您的输入是“11”时，用户可能指的是十进制的 11，而不是二进制的 3。正是这种粗心大意导致了可怕的错误。您的输入不完整，您确实应该要求用户也指定基数。
【讨论】：