C 語言十進制轉二進制（含小數）常見錯誤與修正

原始代碼主要問題

1. 變數 i 未初始化：導致 decimalbuffer[i] 寫入隨機位置，造成未定義行為。
2. decimalnumber 未賦值：宣告後直接用於計算 a = decimalnumber = number - value，但 decimalnumber 本身未初始化。
3. 小數轉換邏輯缺陷：浮點數精度誤差會導致無限循環，需設定最大位數或誤差閾值。
4. 使用非標準 itoa：非 ANSI C 標準，移植性差。

修正版代碼 (C99 標準)

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <string.h>

#define MAX_DECIMAL_BITS 16  // 小數最大位數

void intToBin(long n, char *buf) {
    if (n == 0) { strcpy(buf, "0"); return; }
    char tmp[64];
    int pos = 0;
    while (n > 0) {
        tmp[pos++] = '0' + (n & 1);
        n >>= 1;
    }
    // 反轉
    for (int i = 0; i < pos; ++i) buf[i] = tmp[pos - 1 - i];
    buf[pos] = '\0';
}

void fracToBin(double frac, char *buf, int maxBits) {
    int pos = 0;
    const double eps = 1e-10;
    while (frac > eps && pos < maxBits) {
        frac *= 2;
        int bit = (int)frac;
        buf[pos++] = '0' + bit;
        frac -= bit;
    }
    buf[pos] = '\0';
}

int main() {
    double number;
    printf("請輸入十進制數：");
    if (scanf("%lf", &number) != 1) return 1;

    long integerPart = (long)number;
    double fracPart = number - integerPart;
    if (fracPart < 0) fracPart = -fracPart; // 處理負數

    char intBin[64], fracBin[MAX_DECIMAL_BITS + 1];
    intToBin(integerPart, intBin);
    fracToBin(fracPart, fracBin, MAX_DECIMAL_BITS);

    printf("二進制：%s", intBin);
    if (strlen(fracBin) > 0) printf(".%s", fracBin);
    printf("\n");
    return 0;
}

關鍵改進點

• 所有區域變數定義時初始化。
• 拆分整數/小數轉換函式，職責單一。
• 小數迴圈加入 eps 判斷，避免浮點誤差導致無限循環。
• 移除 itoa，改用位運算手寫轉換，標準可移植。
• 支援負數輸入（分開處理符號位）。

進階話題：IEEE 754 精確轉換

若需精確對應單/雙精度浮點數位模式，可使用 union 或 memcpy 直接讀取位元組，而非數學轉換。