C++实现进制转换工具 数值计算与格式化输出

该进制转换工具可实现十进制与任意进制（2~36）间的整数转换，支持正负数处理、大小写兼容、溢出检测及格式化输出，通过decimaltobase和basetodecimal函数分别实现“除基取余”和“按权展开”的核心算法，并提供交互式菜单供用户选择功能，最终以清晰格式输出二进制、八进制、十六进制等常见进制表示，适用于嵌入式开发与算法练习等场景，具备良好扩展性与错误处理机制。

C++ 实现一个进制转换工具，核心目标是将一个整数在不同进制（如二进制、八进制、十进制、十六进制）之间进行转换，并支持格式化输出。这类工具在嵌入式开发、算法题、数据解析等场景中非常实用。下面是一个完整、可扩展的实现方案。

一、支持的功能设计

• 支持任意进制（2~36）之间的整数转换
• 输入支持十进制整数或指定进制字符串
• 输出支持多种进制格式化显示
• 处理正负数
• 提供清晰的输出格式

二、进制转换核心函数

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

// 十进制转任意进制（支持2~36）
std::string decimalToBase(long long n, int base) {
    if (base < 2 || base > 36) {
        return "错误：进制超出范围（2-36）";
    }

    if (n == 0) return "0";

    bool negative = false;
    if (n < 0) {
        negative = true;
        n = -n;
    }

    const std::string digits = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    std::string result;

    while (n > 0) {
        result += digits[n % base];
        n /= base;
    }

    if (negative) {
        result += '-';
    }

    std::reverse(result.begin(), result.end());
    return result;
}

// 任意进制转十进制（支持2~36）
long long baseToDecimal(const std::string& numStr, int base) {
    if (base < 2 || base > 36) {
        std::cerr << "错误：进制超出范围（2-36）\n";
        return 0;
    }

    long long result = 0;
    long long power = 1;
    const std::string digits = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

    for (int i = numStr.size() - 1; i >= 0; --i) {
        char c = std::toupper(numStr[i]);
        int val = -1;

        for (int j = 0; j < digits.size(); ++j) {
            if (digits[j] == c) {
                val = j;
                break;
            }
        }

        if (val == -1 || val >= base) {
            std::cerr << "错误：字符 '" << c << "' 不符合 " << base << " 进制\n";
            return 0;
        }

        result += val * power;
        if (power > LLONG_MAX / base && i > 0) {
            std::cerr << "错误：数值溢出\n";
            return 0;
        }
        power *= base;
    }

    return result;
}

三、格式化输出函数

// 统一输出多种进制格式
void printConversions(long long decimalValue) {
    std::cout << "十进制: " << decimalValue << "\n";
    std::cout << "二进制: " << decimalToBase(decimalValue, 2) << "\n";
    std::cout << "八进制: " << decimalToBase(decimalValue, 8) << "\n";
    std::cout << "十六进制: " << decimalToBase(decimalValue, 16) << "\n";
    std::cout << "三十六进制: " << decimalToBase(decimalValue, 36) << "\n";
}

四、主函数示例：交互式工具

int main() {
    int choice;
    std::cout << "进制转换工具\n";
    std::cout << "1. 十进制转其他进制\n";
    std::cout << "2. 其他进制转十进制\n";
    std::cout << "3. 显示所有常见进制\n";
    std::cout << "请选择功能: ";
    std::cin >> choice;

    if (choice == 1) {
        long long dec;
        std::cout << "输入十进制数: ";
        std::cin >> dec;
        int base;
        std::cout << "输入目标进制 (2-36): ";
        std::cin >> base;
        std::cout << "结果: " << decimalToBase(dec, base) << "\n";
    }
    else if (choice == 2) {
        std::string num;
        int base;
        std::cout << "输入原进制数: ";
        std::cin >> num;
        std::cout << "输入原进制 (2-36): ";
        std::cin >> base;
        long long result = baseToDecimal(num, base);
        std::cout << "十进制结果: " << result << "\n";
    }
    else if (choice == 3) {
        long long dec;
        std::cout << "输入十进制数: ";
        std::cin >> dec;
        printConversions(dec);
    }
    else {
        std::cout << "无效选择\n";
    }

    return 0;
}

五、使用示例与输出

输入：

选择 3
输入十进制数: -42

输出：

Sora

Sora是OpenAI发布的一种文生视频AI大模型，可以根据文本指令创建现实和富有想象力的场景。

下载

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十进制: -42
二进制: -101010
八进制: -52
十六进制: -2A
三十六进制: -16

六、注意事项与优化建议

• 字符大小写处理：使用

  std::toupper

  确保输入大小写兼容
• 溢出检查：

  baseToDecimal

  中加入了幂次增长的溢出判断
• 可扩展性：支持到36进制（0-9 + A-Z）
• 异常处理：对非法字符和进制范围做了基本校验
• 性能：对于大数，可考虑使用

  std::string

  模拟高精度运算

七、进阶扩展方向

• 添加浮点数进制转换（需处理小数部分）
• 支持从字符串直接识别进制前缀（如

  0x

  、

  0b

  ）
• 输出对齐格式化，便于日志或调试
• 封装为类（

  BaseConverter

  ），便于复用

基本上就这些。这个工具结构清晰，适合学习和实际项目中嵌入使用。关键是理解进制转换的数学逻辑：除基取余 和 按权展开。