Binary, Octal and Hexadecimal Numbers

บ่อยครั้งที่นักพัฒนาโปรแกรมทางด้านระบบสมองกลฝังตัว จะต้องเขียนโปรแกรมเพื่อรับส่งข้อมูลตรงกับตัวฮาร์ดแวร์หรือระบบเครื่องจักร ซึ่งจำเป็นจะต้องมีการอ่านค่าในระดับที่เป็นตัวเลขที่ไม่ใช่เลขฐานสิบที่คนทั่วไปคุ้นเคย แต่จะเป็นเลขฐานสอง เลขฐานแปด และเลขฐานสิบหก

แล้วจะมีเทคนิคการเขียนด้วยภาษา C/C++ ในการจัดการค่าฐานเหล่านี้อย่างไร?

โดยหลักการในการเขียนโปรแกรม ค่าฐานสิบ (decimal value) สามารถถูกใช้โดยไม่ต้องมีตัวอักขระกำกับ (prefix character) แต่ค่าฐานอื่น ๆ จะต้องมี prefix ดังตัวอย่างข้างล่าง

1. ค่าเลขฐานสอง (Binary value) จะใช้ "0b" (เลขศูนย์ ตามด้วยตัวพิมพ์เล็ก ‘b’) เช่น 0b11001010

2. ค่าเลขฐานแปด (Octal value) จะใช้ "0" (เลขศูนย์) เช่น0533

3. ค่าเลขฐานสิบหก (Hexadecimal value) จะใช้ "0x" หรือ "0X" (เลขศูนย์ ตามด้วยตัวพิมพ์เล็กหรือพิมพ์ใหญ่ ‘x’ หรือ 'X') เช่น 0x12AB, 0x3AFF, 0Xaabf

ตัวอย่างการเขียนด้วยภาษา C

// base_number_1.c
// example of Binary, Octal and Hexadecimal Numbers

#include<stdio.h>

int main(void) 
{
	int value;
	
	//assigning value in Decimal format
	value = 3624;
	
	//printing value in decimal, octal and Hexadecimal format 
	printf("Decimal: %d, octal: %o, Hexadecimal: %x\n",value,value,value);
	
	//assigning value in binary format
	value = 0b111000101000;
	//printing value in Decimal, octal and Hexadecimal format 
	printf("Decimal: %d, octal: %o, Hexadecimal: %x\n",value,value,value);
	
	//assigning value in Octal format 
	value = 07050;
	//pringing value in Decimal, Octal and Hexadecimal format
	printf("Decimal: %d, octal: %o, Hexadecimal: %x\n",value,value,value);
	
	//assigning value in Hexadecimal format
	value = 0xe28;
	//printing value in Decimal, Octal and Hexadecimal format
	printf("Decimal: %d, octal: %o, Hexadecimal: %x\n",value,value,value);
	
	return 0;
}

ทำการ complie และดูผลลัพธ์โปรแกรม

$ gcc base_number_1.c -o base_number_1
$ ./base_number_1

Decimal: 3624, octal: 7050, Hexadecimal: e28
Decimal: 3624, octal: 7050, Hexadecimal: e28
Decimal: 3624, octal: 7050, Hexadecimal: e28
Decimal: 3624, octal: 7050, Hexadecimal: e28

ตัวอย่างการเขียนด้วยภาษา C++

// base_number_2.cpp
// example of Binary, Octal and Hexadecimal Numbers
// Credit: cppreference.com

#include <iostream>
#include <sstream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "The number 42 in octal:   " <<  oct << 42 << '\n'
         << "The number 42 in decimal: " <<  dec << 42 << '\n'
         << "The number 42 in hex:     " <<  hex << 42 << '\n';
    int n;
    istringstream("2A") >>  hex >> n;
    
    cout <<  dec << "Parsing \"2A\" as hex gives " << n << '\n';
   
     // the output base is sticky until changed
    cout <<  hex << "42 as hex gives " << 42
         << " and 21 as hex gives " << 21 << '\n';
}

ทำการ complie และดูผลลัพธ์โปรแกรม

$ g++ base_number_2.c -o base_number_2
$ ./base_number_2

The number 42 in octal:   52
The number 42 in decimal: 42
The number 42 in hex:     2a
Parsing "2A" as hex gives 42
42 as hex gives 2a and 21 as hex gives 15

ตัวอย่างประยุกต์การแปลงเลขฐานสอง ฐานแปด ฐานสิบหก

// base_number_3.cpp
// example of Binary, Octal and Hexadecimal Numbers
// Author: Hatim Master  

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <bitset>//For binary conversion


//Function with converts the number to octal number
std::string toOctal(int num) {
	std::string octalNum("");
	while(num > 0) {
		int total = num % 8;
		num /= 8;
		octalNum.append(std::to_string(total));
	}
	std::reverse(octalNum.begin(),octalNum.end());
	return (std::move(octalNum));
}

//Function with converts the number to Binary number
std::string toBinary(int num) {
	return std::move((std::bitset<8>(num).to_string()));
}

//Function with converts the number to Hexadecimal number
std::string toHex(int num) {
	std::string hexNumber("");
	while(num > 0) {
		int rem = num % 16;
		if(rem > 9){
			switch(rem) {
				case 10: hexNumber.append("A");break;
				case 11: hexNumber.append("B");break;
				case 12: hexNumber.append("C");break;
				case 13: hexNumber.append("D");break;
				case 14: hexNumber.append("E");break;
				case 15: hexNumber.append("F");break;
			}
		}
		else
			hexNumber.append(std::to_string(rem));
		num /= 16;
	}
	//Reversing the the string
	std::reverse(hexNumber.begin(),hexNumber.end());
	return(std::move(hexNumber));

}


std::string conversion(int num) {
	std::string result("\n\nDecimal: ");
	result.append(std::to_string(num));
	result.append("\n");

	//Converting to Binary
	result.append("Binary: ");
	result.append(toBinary(num));
	result.append("\n");

	//Converting to Octal
	result.append("Octal: ");
	result.append(toOctal(num));
	result.append("\n");

	//Converting to hex
	result.append("Hex: 0x");
	result.append(toHex(num));
	result.append("\n");
	return (std::move(result));
}

int main() {
	std::cout << "Enter Number: ";

	std::transform(std::istream_iterator<int>(std::cin),std::istream_iterator<int>(),
			std::ostream_iterator<std::string>(std::cout,"\nNumber:"),conversion);
}

ทำการ complie และดูผลลัพธ์โปรแกรม

$ g++ base_number_3.c -o base_number_3
$ ./base_number_3

Enter Number: 45

Decimal: 45
Binary: 00101101
Octal: 55
Hex: 0x2D