C++ 實作：將長整數轉換為指定進制字串

功能簡介

本文提供一個 C++ 函數 num_to_str，可將 long 型整數轉換為任意進制 (2~36) 的字串表示。功能特色包括：

• 正數與零前綴 +，負數前綴 -。
• 八進制自動加 0 前綴，十六進制加 0x 或 0X。
• 支援十六進制以上進制的字母大小寫切換。

編譯與執行

# 編譯
g++ -g -W -Wall -Wextra -o mytest main.cpp

# 執行
./mytest

完整原始碼 (main.cpp)

// 2011年 11月 14日 星期一 09:46:47 CST
// author: 李小丹(Li Shao Dan) 字 殊恆(shuheng)
// K.I.S.S
// S.P.O.T

#include <iostream>

using namespace std;

#define LOW_CASE_NUM 0
#define UP_CASE_NUM  1

#define MAX_STR_SIZE 128

char *num_to_str(long, int, int, char *, size_t);

int main() {
    char buf[MAX_STR_SIZE];
    char *p;

    // 輸出：16進制，小寫
    if ((p = num_to_str(333, 16, LOW_CASE_NUM, buf, sizeof(buf))))
        cout << p << endl;

    // 輸出：16進制，大寫
    if ((p = num_to_str(-333, 16, UP_CASE_NUM, buf, sizeof(buf))))
        cout << p << endl;

    // 輸出：8進制
    if ((p = num_to_str(333, 8, LOW_CASE_NUM, buf, sizeof(buf))))
        cout << p << endl;

    // 輸出：2進制
    if ((p = num_to_str(-333, 2, LOW_CASE_NUM, buf, sizeof(buf))))
        cout << p << endl;

    // 輸出：10進制
    if ((p = num_to_str(-333, 10, LOW_CASE_NUM, buf, sizeof(buf))))
        cout << p << endl;

    return 0;
}

// 輔助函數：執行除法並回傳餘數
inline static long num_div(long &c, int b) {
    long r = c % b;
    c /= b;
    return r;
}

// 核心轉換函數
// num: 輸入數值
// base: 目標進制 (2~36)
// cs: 字母大小寫 (0=大寫, 1=小寫)
// buf: 輸出緩衝區
// s: 緩衝區大小
// 回傳: 成功指向 buf，失敗回傳 0
char *num_to_str(long num, int base, int cs, char *buf, size_t s) {
    if (base < 2 || base > 36)
        return 0;

    const char *ln = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    const char *un = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    const char *n = cs ? ln : un;

    // 處理正負號
    char sg = num < 0 ? (num = -num, '-') : '+';

    char tmp[MAX_STR_SIZE];
    int i = 0;

    tmp[i++] = 0; // 佔位，稍後放入符號

    // 將數值轉為對應進制字元 (逆序存入 tmp)
    if (!num)
        tmp[i++] = '0';
    else
        while (num) tmp[i++] = n[num_div(num, base)];

    // 加入進制前綴
    switch (base) {
    case 16:
        tmp[i++] = n[33]; // 'x' 或 'X'
    case 8:
        tmp[i++] = '0';
        break;
    }

    // 放入正負號
    tmp[i] = sg;

    // 檢查緩衝區是否足夠
    if (i > (int)s) return 0;

    // 反轉字串寫入 buf (tmp 目前是逆序 + 符號在尾)
    for (int j = 0; i >= 0; ++j, --i)
        buf[j] = tmp[i];

    return buf;
}

程式碼解析

1. 參數驗證：進制必須在 2~36 之間。
2. 字元對照表：根據 cs 參數選擇大寫或小寫字母表。
3. 正負號處理：負數先轉正，記錄符號 -，正數記錄 +。
4. 核心迴圈：透過 num_div 反覆取餘數，將字元存入暫存陣列 tmp (此時為低位在前)。
5. 前綴處理：利用 switch 的貫穿特性，為 16 進制加 x/X，8 進制加 0。
6. 緩衝區檢查與反轉：確認空間足夠後，將 tmp 逆序複製到 buf，完成字串組裝。

執行範例輸出

+0x14d
-0x14d
+0515
-101001101
-333