C語言任意進制轉換：長整數轉指定基數帶符號字符串實現

功能需求

• 支持 2~36 進制轉換。
• 正數/零前綴 +，負數前綴 -。
• 8 進制前綴 0，16 進制前綴 0x/0X（可選大小寫）。
• 緩衝區溢出檢查，失敗返回 NULL。

核心實現

#define LOW_CASE_NUM 0
#define UP_CASE_NUM  1
#define MAX_STR_SIZE 128

// 輔助：除法取餘並更新被除數
static inline long num_div(long *n, int base) {
    long r = *n % base;
    *n /= base;
    return r;
}

char *num_to_str(long num, int base, int case_sel, char *buf, size_t bufsz) {
    if (base < 2 || base > 36) return NULL;

    const char *digits = case_sel ? "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
                                  : "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    char sign = (num < 0) ? (num = -num, '-') : '+';
    char tmp[MAX_STR_SIZE];
    int i = 0;

    tmp[i++] = '\0'; // 字符串結束符佔位
    if (num == 0) {
        tmp[i++] = '0';
    } else {
        while (num) tmp[i++] = digits[num_div(&num, base)];
    }

    // 添加進制前綴（低位在前，逆序構建）
    switch (base) {
        case 16: tmp[i++] = digits[33]; // 'x' 或 'X' (digits[33]='x', [34]='X' 需調整)
                 // 修正：直接用字面量更清晰
                 tmp[i++] = case_sel ? 'x' : 'X';
        case 8:  tmp[i++] = '0';
                 break;
    }
    tmp[i++] = sign; // 符號最後放（最高位）

    if (i >= (int)bufsz) return NULL; // 溢出檢查

    // 逆序複製到目標緩衝區
    for (int j = 0; i >= 0; ++j, --i)
        buf[j] = tmp[i];
    return buf;
}

測試用例與輸出

int main() {
    char buf[MAX_STR_SIZE];
    char *p;
    p = num_to_str(333, 16, LOW_CASE_NUM, buf, sizeof(buf));  // +0x14D
    p = num_to_str(-333, 16, UP_CASE_NUM, buf, sizeof(buf));   // -0X14D
    p = num_to_str(333, 8, LOW_CASE_NUM, buf, sizeof(buf));    // +0515
    p = num_to_str(-333, 2, LOW_CASE_NUM, buf, sizeof(buf));   // -101001101
    p = num_to_str(-333, 10, LOW_CASE_NUM, buf, sizeof(buf));  // -333
}

設計亮點

1. 逆序構建：從低位向高位提取數字，自然避免了「先求長度再填充」的雙遍歷。
2. 統一緩衝區：臨時數組 tmp 構建後一次性逆序複製，代碼緊湊。
3. 參數校驗：基數範圍、緩衝區大小、符號處理完備。
4. 大小寫可控：通過字符表選擇實現。

改進建議

• 16 進制前綴邏輯略顯生硬（digits[33] 依賴具體字符表佈局），建議改為 case_sel ? 'x' : 'X'。
• 可擴展支持 unsigned long、long long 及自定義前綴風格（如無前綴、# 前綴）。
• 生產代碼建議加入 static assert 確保 MAX_STR_SIZE 足夠（64 位二進制含符號前綴需 66 字節）。