如何获取和存储操作的二进制值？

Question

我正在尝试将字符数组转换为二进制。我已经花了一个小时阅读 SO 帖子，但很少有人能完全满足我的需要，而且没有一个对我有用。

void formatCallSign(unsigned char *callsign) {
   unsigned char new[7];
   printf("original is %s",callsign);
   for (int j = 0; j < 6; j++) {
      printf("Hex of this is %x", callsign[j]); // this correctly prints out the original hex value
      char binary[9];
      binary[0] = ( (callsign[j] & (1 << 7)) ? '1' : '0' );
      binary[1] = ( (callsign[j] & (1 << 6)) ? '1' : '0' );
      binary[2] = ( (callsign[j] & (1 << 5)) ? '1' : '0' );
      binary[3] = ( (callsign[j] & (1 << 4)) ? '1' : '0' );
      binary[4] = ( (callsign[j] & (1 << 3)) ? '1' : '0' );
      binary[5] = ( (callsign[j] & (1 << 2)) ? '1' : '0' );
      binary[6] = ( (callsign[j] & (1 << 1)) ? '1' : '0' );
      binary[7] = ( (callsign[j] & (1 << 0)) ? '1' : '0' );
      printf("Binary of %c is: %x\r\n", callsign[j], binary); // print hex representation of character
   }
   }

本质上，这个函数的输入是一个 7 个字符的字符串（char 数组）。我也使用了嵌套的for循环，但是编译器生成了没有意义的无限循环错误，所以我这样重写了。

然后我需要获取该字符的二进制表示，然后按 1 向左移位（并非总是如此，但在 95% 的情况下，我可以稍后添加逻辑）。移位后，我需要十六进制值。

获得二进制值已被证明是难以捉摸的。在之前的项目中，我永远无法正确完成，只能获得十六进制值。在这种情况下，我也可以在第二个 printf 语句中获取 hax 值，但是我不能对 hex 值进行按位移位，因为我需要移动各个位。

然而，当我运行程序时，它总是显示Binary of [char] is: 9A。总是 9A，这不是十六进制代表。我传递给它的字符串中的任何个字符。

我的想法是使用sprintf 并传入数组并使用%x 来获取它的十六进制表示。现在，它打印到控制台，但我实际上会将它存储在新数组中，该数组现在在这个 sn-p 中未使用。有可能以某种方式做到这一点吗？获取二进制文件的代码似乎不起作用（基于this answer 的第二部分）。

（澄清一下，我在这个 sn-p 中的第二个和第三个 printf 语句应该输出相同的东西。只有第二个有效。这样画出来的原因是我可以进行按位运算，然后使用 sprintf 将其放回连贯的单个值并从中获取十六进制。）

许多问题都解决了这个主题，但很少有帮助，因为我对将二进制文件打印到控制台不感兴趣。相反，我需要将二进制文件存储在一个变量中，对其进行按位运算，然后获得 final 二进制文件的十六进制表示。现在，我可以成功获得 original 字符的十六进制表示，但这没有帮助。

我唯一的另一个想法是manually define the binary values of every hex number，然后将其用作“查找表”，但这似乎效率低下。

要对此进行测试，所需的所有其他内容都在 main 中：

unsigned char dest[8]   = "CQ     ";
formatCallSign(&dest);

Answer 1

这里有两个问题。我将首先介绍简单、肤浅的内容。您的代码几乎正确地将字符转换为其二进制表示。它将该表示创建为字符串。 （这可能不是您想要的；稍后会详细介绍。）但随后它会尝试使用 printf 的 %x 格式打印字符串。现在，%x 用于打印 数字，而不是字符串，并且由于 C 处理数组和指针的方式有时令人惊讶，如果您有一个数组 char binary[9] 并尝试使用 @ 打印它987654324@，你得到的是数组的地址，而不是数组的内容。我想这就是为什么你每次都得到相同的价值。

您还忘记对构造的binary 字符串进行空终止。

这是您的 formatCallSign 函数的更正版本。 （我同时清理了其他一些东西。）

void formatCallSign(unsigned char *callsign) {
   printf("original is %s\n",callsign);
   for (int j = 0; j < strlen(callsign); j++) {
      printf("Hex of %c is %x\n", callsign[j], callsign[j]);
      char binary[9];
      binary[0] = ( (callsign[j] & (1 << 7)) ? '1' : '0' );
      binary[1] = ( (callsign[j] & (1 << 6)) ? '1' : '0' );
      binary[2] = ( (callsign[j] & (1 << 5)) ? '1' : '0' );
      binary[3] = ( (callsign[j] & (1 << 4)) ? '1' : '0' );
      binary[4] = ( (callsign[j] & (1 << 3)) ? '1' : '0' );
      binary[5] = ( (callsign[j] & (1 << 2)) ? '1' : '0' );
      binary[6] = ( (callsign[j] & (1 << 1)) ? '1' : '0' );
      binary[7] = ( (callsign[j] & (1 << 0)) ? '1' : '0' );
      binary[8] = '\0';
      printf("Binary of %c is: %s\r\n", callsign[j], binary);
   }
}

有了这个函数，当我调用formatCallSign("CQ")时，它会打印出来

original is CQ
Hex of C is 43
Binary of C is: 01000011
Hex of Q is 51
Binary of Q is: 01010001

没关系，这是有道理的，这些是C 和 Q 在 ASCII 中的正确二进制表示。

但它也比它的价值要麻烦得多——事实上它是毫无用处的。您说您的最终目标是移动这些字符中的位，但是将所有内容转换为字符串数组binary 会使这个问题变得更加困难。 （我们甚至还没有解决将二进制字符串转换回真正的 8 位字符的问题。）

您可能知道，几乎所有您在 C 程序中操作的东西——字符、整数、浮点数、字符串——在内部深处，已经是二进制的。例如，字符 C 已在内部表示为 01000011。如果您使用 %c 将其打印出来，它只会看起来像字符 C，而且它只是 看起来 em> 就像十六进制数 43 如果您使用 %x 打印出来。在内部深处，它仍然是 01000011，当您以其他形式打印出来时，它并没有改变。

由于字符已经在内部表示为二进制数，如果您想将字符的二进制表示左移 1，您可以通过简单、直接的 << 运算符应用来做到这一点，无需事先明确转换为二进制必需的。这是一个 encryptCallSign 函数，它可以满足我的想法：

void encryptCallSign(unsigned char *callsign) {
    for(int j = 0; j < strlen(callsign); j++) {
        unsigned char newchar = callsign[j] << 1;
        printf("%X -> %X\n", callsign[j], newchar);
        callsign[j] = newchar;
    }
}

我尝试从一个小测试 main 函数中调用它，如下所示：

main()
{
    char callSign[] = "CQ";
    formatCallSign(callSign);
    printf("encrypting...\n");
    encryptCallSign(callSign);
    printf("encrypted:\n");
    formatCallSign(callSign);
}

这是我得到的输出：

original is CQ
Hex of C is 43
Binary of C is: 01000011
Hex of Q is 51
Binary of Q is: 01010001
encrypting...
43 -> 86
51 -> A2
encrypted:
original is ¢
Hex of  is 86
Binary of  is: 10000110
Hex of ¢ is a2
Binary of ¢ is: 10100010

这看起来有点滑稽，因为值为A2 的字符是¢ 符号（无论如何在ISO-8601-1“Latin1”中），而值为86 的字符没有打印表示。

虽然很简单，但我展示的encryptCallSign 函数的长度大约是所需长度的两倍。如果它没有打印出它的工作，我们可以将其简化为

void encryptCallSign(unsigned char *callsign) {
    for(int j = 0; j < strlen(callsign); j++)
        callsign[j] = callsign[j] << 1;
}

（您也可以使用 C 的“op =”快捷方式callsign[j] <<= 1。）

这里还有一些其他问题 - 例如，我的编译器正确地抱怨 char * 和 unsigned char * 类型混合存在一些可疑的情况 - 但希望这能帮助您找到正确的方向。