带符号的十六进制字符串到 long int 函数答案

【问题标题】：Signed Hexadecimal string to long int function带符号的十六进制字符串到 long int 函数
【发布时间】：2010-05-06 14:34:45
【问题描述】：

我需要一个函数将 32 位或 24 位有符号（二进制补码）十六进制字符串转换为长整数。需要在 32 位和 64 位机器上工作（不管 long int 的大小），并且无论机器是否是二进制补码机器都可以工作。

解决方案：

long int hex2li (char hexStr[], int signedHex)
{
   int bits = strlen (hexStr) * 4;

   char *pEnd;
   long long int result = strtoll (hexStr, &pEnd, 16);

   if (pEnd[0] == '\0')
   {
      if (signedHex)
      {
         if (result >= (1LL << (bits - 1))) result -= (1LL << bits);
      }

      return (long int) result;
   }

   return LONG_MIN;
}

【问题讨论】：

这是不对的 - 以8、9、A、B、C、D 和 E 开头的十六进制字符串也应该都是负数。
您将无法获得一个函数来处理两种类型的字符串，因为 FFFFFF 意味着不同的事物，如 24 位有符号十六进制数和 32 位有符号十六进制数。另外，在非二进制补码机器上工作是真正的要求吗？
看起来您正在使用long 为 32 位的机器。 FFFFFFFF 大于 32 位有符号值中可表示的最大值，因此，2^31 -1 是可表示的最大值，因此改为使用。
我认为您可以使用字符串的长度来获取字节数，以便您知道是将其解释为 24 位还是 32 位字符串。基本上我想要一个将字符串FFFFFF 和FFFFFFFF 映射到-1 的函数。
嗯，您可以使用pEnd 和hexStr 之间的差异来查看转换了多少位，但这将是一个非常不寻常的界面。您真的要将“00FFFF”和“FFFF”视为不同的数字吗？规范说您从什么获得输入？

标签： c string hex twos-complement

【解决方案1】：

对于 24 位字符串：

当您解析十六进制字符串时，标准strtol 函数会将其读取为0 -> 2^24 - 1 范围内的无符号值。

0 -> 2^23 - 1 的范围是正确的，但是2^23 -> 2^24 - 1 的范围需要映射到-2^23 -> -1，这是一个简单的减法，可以如下执行。

if (result >= (1L << 23))
    result -= (1L << 24);

要使用相同的技术转换 32 位字符串，您必须使用中间类型，该类型可以在有符号类型中表示完整的 32 位无符号整数，以执行减法。 long long int 保证为 64 位，因此您可以使用它。

例如

long int ParseHexStr(const char *in, int bits)
{
    char* endptr;
    long long int result;

    result = strtoll(in, &endptr, 16);

    /*
    ** TODO - error checking, e.g. check endptr != in
    **  Also check for range errors, signalled by LLONG_MIN
    **  LLONG_MAX and a errno == ERANGE.
    */

    if (result >= (1LL << (bits - 1))
        result -= (1LL << bits);

    return result;
}

【讨论】：

+1 漂亮而简单，并处理了 long 大于 32 位的可能性。
即使你的架构实际上没有使用二进制补码，它也应该可以工作，而比特旋转方法则不会；虽然我承认这有点奇怪，因为二进制补码架构占主导地位。
如何获得类似的 32 位字符串解决方案？
这取决于。如果long int 长于 32 位，那么您可以使用完全相同的技术。如果long int 正好是 32 位，并且您使用的是二进制补码机器，那么您无需执行任何操作。 strtol 会给出正确的结果。
有没有办法编辑函数以覆盖所有基础。我知道您在上面说过 2 cmets，无论机器架构是否是二进制补码，它都可以工作，但是 32 位和 64 位机器呢？我尝试将其从 long 更改为 int，但“FF FF FF FF”仍然不会产生 -1。

【解决方案2】：

我们有一个SIGN_EXTEND 宏，看起来像：

#define SIGN_EXTEND(X, SignBit, Type) \
    (((Type) ((X) << (8 * sizeof(Type) - (SignBit) - 1))) >> \
     (8 * sizeof(Type) - (SignBit) - 1))

它依赖于>> 运算符 1-在设置符号位时填充输入。像这样使用它：

SIGN_EXTEND(0x89abcd, 23, int32_t);

对于您的问题，您可以使用：

long int hex2li (char string[])
{
    char *pEnd;
    long int result = SIGN_EXTEND(strtol (string, &pEnd, 16), 23, long int);

    if(pEnd[0] == '\0')
        return result;
    return LONG_MIN;
}

【讨论】：

+1 用于正确命名问题的通用宏。您可以通过使用 CHAR_BIT 而不是 8 来改进，但这只是吹毛求疵。

【解决方案3】：

这个比较是错误的：if (toupper (string[0]) == 'F')

您需要使用 MSB 集对任何值进行符号扩展，例如：

if(strchr("89ABCDEF", toupper(string[0])) != NULL)

【讨论】：

【解决方案4】：

为什么不能使用带有基数 16 的 strtol 有什么原因吗？

【讨论】：

他已经是了，但这不是一个完整的解决方案，因为 long 大于 24 位，并且他有 6 位十六进制表示。

【解决方案5】：

  if (toupper (string[0]) == 'F')
  {
     return (result | 0xFF000000);
  }

这将产生具有正确符号的数字。

  if (toupper (string[0]) == 'F')
  {
     return ( ~(result | 0xFF000000) + 1);
  }

这总是会产生积极的结果

【讨论】：

第一个数字是 '8', '9', 'a', .. 'e' 呢？它应该仍然是负数。
不仅仅是 'F' - 需要使用 MSB 集检查其他值 if (result & 0x00800000)
@Aidan Cully：“24 位十六进制字符串”
@David Gelhar：我不同意。例如输入是 FFFFFF，表示 -1。当转换为 int 时，它将变为 00FFFFFF。我们需要让它签名，所以我们填写更高的数字 | 0xFF000000 所以变成实数 -1: 0xFFFFFFFF.
考虑 16 位有符号数 0x8000。它的带符号十进制值为-32768。表示它的十六进制字符串是"8000"。第一个数字是not F，但如果要将其符号扩展为 32 位，则结果应为 0xFFFF8000，以便继续表示值 -32768。