Подтвердить что ты не робот

Как преобразовать 128-битное целое число в десятичную строку ascii в C?

Я пытаюсь преобразовать 128-разрядное целое без знака, сохраненное как массив из 4 неподписанных ints для представления десятичной строки в C:

unsigned int src[] = { 0x12345678, 0x90abcdef, 0xfedcba90, 0x8765421 };
printf("%s", some_func(src)); // gives "53072739890371098123344"

(Приведенные выше примеры ввода и вывода являются полностью вымышленными, я не знаю, что будет делать этот ввод.)

Если бы я собирался шестнадцатеричный, двоичный или восьмеричный, это было бы простым вопросом о масках и сдвигах бит, чтобы очистить наименее значимые символы. Тем не менее, мне кажется, что мне нужно заняться базой 10. К сожалению, я не помню, как это сделать для нескольких int, и используемая система не поддерживает типы данных, превышающие 32 бита, поэтому использование 128-битного типа невозможно. Использование другого языка также отсутствует, и я предпочел бы избежать большой библиотеки номеров только для этой одной операции.

4b9b3361

ОТВЕТЫ

Ответ 1

Разделение не требуется:

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

typedef unsigned long uint32;

/* N[0] - contains least significant bits, N[3] - most significant */
char* Bin128ToDec(const uint32 N[4])
{
  // log10(x) = log2(x) / log2(10) ~= log2(x) / 3.322
  static char s[128 / 3 + 1 + 1];
  uint32 n[4];
  char* p = s;
  int i;

  memset(s, '0', sizeof(s) - 1);
  s[sizeof(s) - 1] = '\0';

  memcpy(n, N, sizeof(n));

  for (i = 0; i < 128; i++)
  {
    int j, carry;

    carry = (n[3] >= 0x80000000);
    // Shift n[] left, doubling it
    n[3] = ((n[3] << 1) & 0xFFFFFFFF) + (n[2] >= 0x80000000);
    n[2] = ((n[2] << 1) & 0xFFFFFFFF) + (n[1] >= 0x80000000);
    n[1] = ((n[1] << 1) & 0xFFFFFFFF) + (n[0] >= 0x80000000);
    n[0] = ((n[0] << 1) & 0xFFFFFFFF);

    // Add s[] to itself in decimal, doubling it
    for (j = sizeof(s) - 2; j >= 0; j--)
    {
      s[j] += s[j] - '0' + carry;

      carry = (s[j] > '9');

      if (carry)
      {
        s[j] -= 10;
      }
    }
  }

  while ((p[0] == '0') && (p < &s[sizeof(s) - 2]))
  {
    p++;
  }

  return p;
}

int main(void)
{
  static const uint32 testData[][4] =
  {
    { 0, 0, 0, 0 },
    { 1048576, 0, 0, 0 },
    { 0xFFFFFFFF, 0, 0, 0 },
    { 0, 1, 0, 0 },
    { 0x12345678, 0x90abcdef, 0xfedcba90, 0x8765421 }
  };
  printf("%s\n", Bin128ToDec(testData[0]));
  printf("%s\n", Bin128ToDec(testData[1]));
  printf("%s\n", Bin128ToDec(testData[2]));
  printf("%s\n", Bin128ToDec(testData[3]));
  printf("%s\n", Bin128ToDec(testData[4]));
  return 0;
}

Вывод:

0
1048576
4294967295
4294967296
11248221411398543556294285637029484152

Ответ 2

Прямая база деления 2 ^ 32, печатает десятичные цифры в обратном порядке, использует 64-битную арифметику, сложность O(n), где n - количество десятичных цифр в представлении:

#include <stdio.h>

unsigned int a [] = { 0x12345678, 0x12345678, 0x12345678, 0x12345678 };

/* 24197857161011715162171839636988778104 */

int
main ()
{
  unsigned long long d, r;

  do
    {
      r = a [0];

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 32) + a [1];
      a [0] = d;

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 32) + a [2];
      a [1] = d;

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 32) + a [3];
      a [2] = d;

      d = r / 10;
      r = r - d * 10;
      a [3] = d;

      printf ("%d\n", (unsigned int) r);
    }
  while (a[0] || a[1] || a[2] || a[3]);

  return 0;
}

EDIT: Исправлена ​​петля, поэтому она отображает 0, если массив a содержит только нули. Кроме того, массив читается слева направо, а [0] наиболее значителен, а [3] - наименее значащие цифры.

Ответ 3

Медленный, но простой подход состоит в том, чтобы просто печатать цифры от самых значительных до наименее значимых с помощью вычитания. В основном вам нужна функция проверки if x >= y и другого для вычисления x -= y, когда это так. Затем вы можете начать подсчитывать, сколько раз вы можете вычесть 10 ^ 38 (и это будет самая значащая цифра), то сколько раз вы можете вычесть 10 ^ 37... до сколько раз вы можете вычесть 1.

Ниже приведена полная реализация этого подхода:

#include <stdio.h>

typedef unsigned ui128[4];

int ge128(ui128 a, ui128 b)
{
    int i = 3;
    while (i >= 0 && a[i] == b[i])
        --i;
    return i < 0 ? 1 : a[i] >= b[i];
}

void sub128(ui128 a, ui128 b)
{
    int i = 0;
    int borrow = 0;
    while (i < 4)
    {
        int next_borrow = (borrow && a[i] <= b[i]) || (!borrow && a[i] < b[i]);
        a[i] -= b[i] + borrow;
        borrow = next_borrow;
        i += 1;
    }
}

ui128 deci128[] = {{1u,0u,0u,0u},
                   {10u,0u,0u,0u},
                   {100u,0u,0u,0u},
                   {1000u,0u,0u,0u},
                   {10000u,0u,0u,0u},
                   {100000u,0u,0u,0u},
                   {1000000u,0u,0u,0u},
                   {10000000u,0u,0u,0u},
                   {100000000u,0u,0u,0u},
                   {1000000000u,0u,0u,0u},
                   {1410065408u,2u,0u,0u},
                   {1215752192u,23u,0u,0u},
                   {3567587328u,232u,0u,0u},
                   {1316134912u,2328u,0u,0u},
                   {276447232u,23283u,0u,0u},
                   {2764472320u,232830u,0u,0u},
                   {1874919424u,2328306u,0u,0u},
                   {1569325056u,23283064u,0u,0u},
                   {2808348672u,232830643u,0u,0u},
                   {2313682944u,2328306436u,0u,0u},
                   {1661992960u,1808227885u,5u,0u},
                   {3735027712u,902409669u,54u,0u},
                   {2990538752u,434162106u,542u,0u},
                   {4135583744u,46653770u,5421u,0u},
                   {2701131776u,466537709u,54210u,0u},
                   {1241513984u,370409800u,542101u,0u},
                   {3825205248u,3704098002u,5421010u,0u},
                   {3892314112u,2681241660u,54210108u,0u},
                   {268435456u,1042612833u,542101086u,0u},
                   {2684354560u,1836193738u,1126043566u,1u},
                   {1073741824u,1182068202u,2670501072u,12u},
                   {2147483648u,3230747430u,935206946u,126u},
                   {0u,2242703233u,762134875u,1262u},
                   {0u,952195850u,3326381459u,12621u},
                   {0u,932023908u,3199043520u,126217u},
                   {0u,730304488u,1925664130u,1262177u},
                   {0u,3008077584u,2076772117u,12621774u},
                   {0u,16004768u,3587851993u,126217744u},
                   {0u,160047680u,1518781562u,1262177448u}};

void print128(ui128 x)
{
    int i = 38;
    int z = 0;
    while (i >= 0)
    {
        int c = 0;
        while (ge128(x, deci128[i]))
        {
            c++; sub128(x, deci128[i]);
        }
        if (i==0 || z || c > 0)
        {
            z = 1; putchar('0' + c);
        }
        --i;
    }
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
    ui128 test = { 0x12345678, 0x90abcdef, 0xfedcba90, 0x8765421 };
    print128(test);
    return 0;
}

Это число в текстовом вопросе в десятичном формате становится

11248221411398543556294285637029484152

и Python соглашается, что это правильное значение (это, конечно, не означает, что код правильный!!!;-))

Ответ 4

То же самое, но с 32-разрядной целочисленной арифметикой:

#include <stdio.h>

unsigned short a [] = { 
  0x0876, 0x5421,
  0xfedc, 0xba90,
  0x90ab, 0xcdef,
  0x1234, 0x5678
};

int
main ()
{
  unsigned int d, r;

  do
    {
      r = a [0];

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 16) + a [1];
      a [0] = d;

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 16) + a [2];
      a [1] = d;

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 16) + a [3];
      a [2] = d;

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 16) + a [4];
      a [3] = d;

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 16) + a [5];
      a [4] = d;

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 16) + a [6];
      a [5] = d;

      d = r / 10;
      r = ((r - d * 10) << 16) + a [7];
      a [6] = d;

      d = r / 10;
      r = r - d * 10;
      a [7] = d;

      printf ("%d\n", r);
    }
  while (a[0] || a[1] || a[2] || a[3] || a [4] || a [5] || a[6] || a[7]);


  return 0;
}

Ответ 5

На самом деле вам не нужно реализовывать длинное разделение. Вам нужно реализовать умножение на две силы и дополнение. У вас четыре uint_32. Сначала преобразуйте каждую из них в строку. Умножьте их на (2^32)^3, (2^32)^2, (2^32)^1 и (2^32)^0 соответственно, затем добавьте их вместе. Вам не нужно делать базовое преобразование, вам просто нужно обрабатывать четыре части вместе. Очевидно, вам нужно убедиться, что строки могут обрабатывать число до UINT_32_MAX*(2^32)^3.

Ответ 6

Предположим, что у вас есть быстрое 32-битное умножение и деление, результат может быть вычислен на 4 цифры за раз, реализуя bigint деление/по модулю 10000, а затем используя printf для вывода групп цифр.

Этот подход также тривиальен, чтобы распространиться на более высокую (или даже переменную) точность...

#include <stdio.h>

typedef unsigned long bigint[4];

void print_bigint(bigint src)
{
    unsigned long int x[8];   // expanded version (16 bit per element)
    int result[12];           // 4 digits per element
    int done = 0;             // did we finish?
    int i = 0;                // digit group counter

    /* expand to 16-bit per element */
    x[0] = src[0] & 65535;
    x[1] = src[0] >> 16;
    x[2] = src[1] & 65535;
    x[3] = src[1] >> 16;
    x[4] = src[2] & 65535;
    x[5] = src[2] >> 16;
    x[6] = src[3] & 65535;
    x[7] = src[3] >> 16;

    while (!done)
    {
        done = 1;
        {
            unsigned long carry = 0;
            int j;
            for (j=7; j>=0; j--)
            {
                unsigned long d = (carry << 16) + x[j];
                x[j] = d / 10000;
                carry = d - x[j] * 10000;
                if (x[j]) done = 0;
            }
            result[i++] = carry;
        }
    }

    printf ("%i", result[--i]);
    while (i > 0)
    {
        printf("%04i", result[--i]);
    }
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
    bigint tests[] = { { 0, 0, 0, 0 },
                       { 0xFFFFFFFFUL, 0, 0, 0 },
                       { 0, 1, 0, 0 },
                       { 0x12345678UL, 0x90abcdefUL, 0xfedcba90UL, 0x8765421UL } };
    {
        int i;
        for (i=0; i<4; i++)
        {
            print_bigint(tests[i]);
            printf("\n");
        }
    }
    return 0;
}

Ответ 7

@Метод Алексея Фрунзе прост, но он очень медленный. Вы должны использовать 32-битный целочисленный метод @chill выше. Другой простой метод без какого-либо умножения или деления double dabble. Это может работать медленнее, чем алгоритм охлаждения, но намного быстрее, чем у Алексея. После запуска у вас будет упакованный BCD десятичного числа