自己实现各种进制相互转换

本文自己实现了2、8、10、16进制数的相互转换。实际中很少用到或者直接用api，所以大神老鸟请绕行。

有兴趣的朋友也可以自己先写写，当做练习，仅此而已。

ok, 直接进入主题。先说一下各进制转换的算法(百度一下也ok的)。

算法：

一、10 进制数是平时所用到的，先从它开始。10进制转换为其它进制的数，用到的是【辗转相除取余法】。简单的说，就是该数一直除以进制数(例如2进制就除以2)，然后取余数，一直到结果为0。依次由下往上取余数就是结果。

例如：5（10进制），转换为2进制，进行上述过程，得到的余数分别是：1、0、1, 那么结果就是：101(二进制)。对于 8和16进制，也是同样的过程。需要注意的是，对于16进制，10-15 分别表示为：A-E。

二、非10进制转换为10进制数。用到的是【位乘法】(名称是乱起的，只是为了与除法相对)。简单的说，公式就是：i * base^(j-1)，i: 第j位上的数， base:进制  j: 第j位。例如：101（2进制），运用公式后就是：1 * 2^2 + 0 * 2^1 + 1 * 2^0 = 5(十进制)。

三、其它进制的相互转换。既然有了10进制这个“中间人”，其它的转换只要通过这个中间人就可以了。实际上转换的过程也很简单，例如8进制转2进制，就是“一分为三”；16进制转2进制，就是“一分为四”；相反的过程就是“三位合一”、“四位合一”。

需要注意的是：上述计算过程都是针对整数部分，如果是小数部分，计算就不一样了。

现在我们来看看小数部分的计算。

对于一、小数部分的计算是：小数部分 * base 取整数，小数部分再继续 * base，再得到整数... 一直到小数部分为0。例如10进制数:0.5，转为8进制是：

0.5 * 8 = 4.0 ; 也就是：4。

对于二、小数部分的计算是：i * base^(-j)。 例如2进制数，0.11，小数部分的计算是：1 * 2^(-1) + 1 * 2^(-2)。

 so,上面就是基本的转换过程，文字表达起来肯定没那么清晰，有兴趣的朋友可以百度，图文并茂，更好理解。

实现：

我们先来看一下利用.net提供的功能是如何实现的，很简单，就2行代码，如下：

static string SystemConvertUseAPI(string value, int from, int to)
{
    int temp = Convert.ToInt32(value, from);
    return Convert.ToString(temp, to);
}

不过Convert自带的转换有一个缺点，就是无法计算小数和负数，.net3.5 下测试的，不知道高版本的可不可以。

下面是我自己的实现过程，(核心部分就是与10进制的相互转换)，如下：

    public static class SystemConvert
    {
        public static string ConvertValue(string value, int from, int to)
        {
            EnsureArguments(value, from, to);
            char c = value[0];
            string[] values = GetValues(value);
            string result = string.Empty;
            if (from == 10)
                result = TenToOthers(values, to);
            else if (to == 10)
                result = OthersToTen(values, from);
            else
                result = OthersToOthers(values, from, to);

            return c == '-' ? c.ToString() + result : result;
        }

        /// <summary>
        /// 检查参数
        /// </summary>
        /// <param name="value"></param>
        /// <param name="from"></param>
        /// <param name="to"></param>
        private static void EnsureArguments(string value, int from, int to)
        {
            if (value == null || value.Trim() == string.Empty)
                throw new ArgumentNullException("value");
            if (!(from == 10 || from == 2 || from == 8 || from == 16))
                throw new ArgumentException("from 指定的基数不正确！");
            if (!(to == 10 || to == 2 || to == 8 || to == 16))
                throw new ArgumentException("to 指定的基数不正确！");

            string pattern = string.Empty;
            Regex regex = null;
            if (from == 2)
                pattern = @"^(-|+?)[01]+(.{0,1}[01]+)?$";
            else if (from == 8)
                pattern = @"^(-|+?)[01234567]+(.{0,1}[01234567]+)?$";
            else if (from == 10)
                pattern = @"^(-|+?)[0123456789]+(.{0,1}[0123456789]+)?$";
            else
                pattern = @"^(-|+?)[0123456789|abcdef|ABCDEF]+(.{0,1}[0123456789|abcdef|ABCDEF]+)?$";

            regex = new Regex(pattern);
            if (!regex.IsMatch(value))
                throw new ArgumentException("源字符串不符合" + from.ToString() + "进制规范");
        }

        /// <summary>
        /// 拆分字符串
        /// </summary>
        /// <param name="value"></param>
        /// <returns></returns>
        private static string[] GetValues(string value)
        {
            value = value.Trim(new char[] { '+', '-', '0', '.' });
            return value.Split(new char[] { '.' });
        }

        private static int Format16Char2Number(string c)
        {
            switch (c.ToUpper())
            {
                case "A":
                    return 10;
                case "B":
                    return 11;
                case "C":
                    return 12;
                case "D":
                    return 13;
                case "E":
                    return 14;
                case "F":
                    return 15;
                default:
                    return Convert.ToInt32(c);
            }
        }

        private static string Format16Number2Char(int number)
        {
            switch (number)
            {
                case 10:
                    return "A";
                case 11:
                    return "B";
                case 12:
                    return "C";
                case 13:
                    return "D";
                case 14:
                    return "E";
                case 15:
                    return "F";
                default:
                    return number.ToString();
            }
        }

        /// <summary>
        /// 其它进制转换为10进制(位乘法)
        /// </summary>
        /// <param name="value"></param>
        /// <param name="from"></param>
        /// <returns></returns>
        private static string OthersToTen(string[] values, int from)
        {
            string result = string.Empty;
            string integer = values[0];
            string temp = string.Empty;
            int integerCurrent = 0;
            int integerResult = 0;
            int index = integer.Length - 1;
            bool is16 = from == 16;
            foreach (var c in integer)
            {
                temp = c.ToString();
                integerCurrent = is16 ? Format16Char2Number(temp) : Convert.ToInt32(temp);
                integerResult += integerCurrent * (int)Math.Pow((double)from, (double)index);
                index--;
            }

            if (values.Length <= 1)
            {
                return integerResult.ToString();
            }
            else
            {
                string decimaler = values[1];
                double decimalerCurrent = 0.0;
                double decimalerResult = 0.0;
                index = -1;
                foreach (var c in decimaler)
                {
                    temp = c.ToString();
                    decimalerCurrent = is16 ? Format16Char2Number(temp) : Convert.ToDouble(temp);
                    decimalerResult += decimalerCurrent * Math.Pow((from), (double)index);
                    index--;
                }
                return (integerResult + decimalerResult).ToString();
            }
        }

        /// <summary>
        /// 10进制转换为其它进制（辗转相除法)
        /// </summary>
        /// <param name="values"></param>
        /// <param name="to"></param>
        /// <returns></returns>
        private static string TenToOthers(string[] values, int to)
        {
            int integerCurrent = Convert.ToInt32(values[0]);
            int remainder = 1;
            bool is16 = to == 16;
            string integerResult = string.Empty;
            while (integerCurrent > 0)
            {
                remainder = integerCurrent % to;
                integerResult = (is16 ? Format16Number2Char(remainder) : remainder.ToString()) + integerResult;
                integerCurrent = integerCurrent / to;
            }
            if (values.Length <= 1)
            {
                return integerResult;
            }
            else
            {
                double decimalerCurrent = Convert.ToInt32(values[1]) / Math.Pow(10.0, (double)values[1].Length);
                int decimalerInt = 0;
                double decimalerDec = decimalerCurrent;
                string decimalerResult = string.Empty;
                string[] strArr;
                while (decimalerDec != 0)
                {
                    decimalerCurrent = decimalerDec * to;
                    //拆分double,得到整数和小数部分
                    strArr = decimalerCurrent.ToString().Split(new char[] { '.' });
                    decimalerInt = Convert.ToInt32(strArr[0]);
                    if (strArr.Length > 1)
                        decimalerDec = Convert.ToDouble(strArr[1]) / (Math.Pow(10.0, (double)strArr[1].Length));
                    else
                        decimalerDec = 0;
                    decimalerResult += is16 ? Format16Number2Char(decimalerInt) : decimalerInt.ToString();
                    //这里默认精确到32位，可以加个参数指定
                    if (decimalerResult.Length > 32)
                        break;
                }
                return integerResult + "." + decimalerResult;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 其它进制互转。以10进制为中间值即可
        /// </summary>
        /// <param name="values"></param>
        /// <param name="from"></param>
        /// <param name="to"></param>
        /// <returns></returns>
        private static string OthersToOthers(string[] values, int from, int to)
        {
            string to10 = OthersToTen(values, from);
            values = to10.Split(new char[] { '.' });
            return TenToOthers(values, to);
        }
    }

顺带一句，【程序设计】，个人觉得最重要的是“设计”二字。在写代码前，我们需要理清逻辑，想好实现的过程；当设计好了，代码写起来会更快、bug 也会更少，测试起来也更容易。所以，碰到一个问题或需求，切记不要马上就敲代码。