蓝桥杯备赛——进制转化相关问题

目录

一、基础概念

二、问题研究（1）

代码解读：

1. transfer 函数

代码功能概述

详细步骤

2. main 函数

代码功能概述

详细步骤

三、运用递归解决

（一）

代码如下：

代码解读：

（二）

代码如下：

代码2：（使用库函数）

（三）

示例

---

一、基础概念

常见的进制包括：

二进制（Base 2）：0b1010（C++14支持前缀）

八进制（Base 8）：以 0 开头的数字，如 012

十进制（Base 10）：默认表示方式，如 42

十六进制（Base 16）：以 0x 开头，如 0x2A

二、问题研究（1）

设计一个函数，将十进制数转换成二进制、八进制和十六进制。然后在主函数中读入一个整数，调用函数，输出转换结果。

思路：

• 假设将十进制数 57 转换为二进制
• 从右到左写出每列的位值，直到发现位值大于该十进制数的列。这样就先得到
    位值：64   32   16   8   4   2   1

• 然后去掉位值为 64 的列，得到：
    位值：32   16   8   4   2   1

• 然后，从左至右进行。 57 除以 32 得商为 1 ，余数为 25 ，所以在 32 这列写下 1 ，然后 25 除以 16 商为 1 ，余数为 9 ，所以在 16 这列写下 1 ， ……
   位值：    32   16   8   4   2   1

   符号值： 1     1    1   0   0   1  所以(57)10=(111001)2

• 假设将十进制数 57 转换为八进制
• 从右到左写出每列的位值，直到发现位值大于该十进制数的列。这样就先得到
    位值：64   8   1

• 然后去掉位值为 64 的列，得到：
    位值：8   1

• 然后，从左至右进行。 57 除以 8 得商为 7 ，余数为 1 ，所以在 8 这列写下 1 ，然后 1 除以 1 商为 1 ，余数为 0 ，所以在 1 这列写下 1.
   位值：     8   1

   符号值： 7   1        所以(57)10=(71)8

代码（1）（常规不使用递归）：

void transfer(int num, int base)
{int p, k;p = 1;while (p <= num) //求p：p是base的x次幂，且p大于num p = p * base;p = p / base;/*循环求base进制数的各位*/while (p != 0) {k = num / p; /*计算当前要输出的那个base进制数*/if (k <= 9)printf("%d", k);elseprintf("%c", k-10+'A');num = num % p;p = p / base;}
}
int main()
{int num = 0;int base = 0;printf("先输入要转化的数：");scanf("%d", &num);printf("输入转化进制：");scanf("%d", &base);transfer(num, base);return 0;
}

代码解读：

1. transfer 函数

void transfer(int num, int base)
{int p, k;p = 1;while (p <= num) //求p：p是base的x次幂，且p大于num p = p * base;p = p / base;/*循环求base进制数的各位*/while (p != 0) {k = num / p; /*计算当前要输出的那个base进制数*/if (k <= 9)printf("%d", k);elseprintf("%c", k-10+'A');num = num % p;p = p / base;}
}

代码功能概述

该函数接受两个参数：num 表示要转换的十进制数，base 表示目标进制。函数的主要作用是将十进制数 num 转换为 base 进制数并输出。

详细步骤

1. 初始化变量：

   • p 用于存储 base 的幂次，初始化为 1。
   • k 用于存储当前位的数字。

2. 计算 p 的值：

   • 使用 while 循环不断将 p 乘以 base，直到 p 大于 num。此时 p 是 base 的某个幂次，且这个幂次是使得 p 大于 num 的最小幂次。
   • 然后将 p 除以 base，得到最大的小于等于 num 的 base 的幂次。

3. 循环求 base 进制数的各位：

   • 进入 while 循环，只要 p 不为 0，就继续循环。
   • 计算当前位的数字 k，通过 num / p 得到。
   • 如果 k 小于等于 9，则直接输出该数字。
   • 如果 k 大于 9，则输出对应的字母（A - Z），通过 k - 10 + 'A' 实现。
   • 更新 num 为 num % p，去掉已经处理过的高位。
   • 更新 p 为 p / base，处理下一位。

2. main 函数

int main()
{int num = 0;int base = 0;printf("先输入要转化的数：");scanf("%d", &num);printf("输入转化进制：");scanf("%d", &base);transfer(num, base);return 0;
}

代码功能概述

main 函数是程序的入口，负责从用户那里获取要转换的十进制数和目标进制，然后调用 transfer 函数进行转换。

详细步骤

1. 初始化变量：

   • num 用于存储用户输入的要转换的十进制数，初始化为 0。
   • base 用于存储用户输入的目标进制，初始化为 0。

2. 获取用户输入：

   • 使用 printf 函数提示用户输入要转换的数，然后使用 scanf 函数读取用户输入并存储到 num 中。
   • 使用 printf 函数提示用户输入目标进制，然后使用 scanf 函数读取用户输入并存储到 base 中。

3. 调用 transfer 函数：

   • 调用 transfer 函数，将 num 和 base 作为参数传递给该函数进行转换。

4. 返回值：

   • 程序正常结束，返回 0。

三、运用递归解决

（一）

题目描述
给定一个十进制整数 𝑛和一个小整数 𝑥。将整数 𝑛 转为 𝑥进制。对于超过十进制的数码，用 A，B ...表示。

输入格式
第一行一个整数 
𝑛

第二行一个整数 
𝑥

输出格式
输出仅包含一个整数，表示答案。

输入输出样例
输入 
1000
2
输出 
1111101000

代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;
string s = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
void print(int n, int x)
{if (n >= x)print(n / x, x);cout << s[n % x];
}
int main()
{int n = 0;int x = 0;cin >> n >> x;print(n, x);return 0;
}

代码解读：

全局变量部分

• 定义了一个全局字符串变量 s，它包含了从 0 到 9 以及从 A 到 Z 的字符。这个字符串用于在进制转换时表示不同进制下的每一位数字。在转换过程中，通过索引来从这个字符串中取出对应的字符进行输出，从而方便处理大于 9 的数字（如十六进制中的 A - F）。

print 函数部分、

void print(int n, int x)
{if (n >= x)print(n / x, x);cout << s[n % x];
}

函数功能概述

print 函数是一个递归函数，其作用是将十进制整数 n 转换为 x 进制数并输出。

详细步骤

1. 递归条件判断：

   • if (n >= x)：如果当前的十进制数 n 大于或等于目标进制 x，说明 n 还可以继续分解为更高位的 x 进制数。
   • print(n / x, x)：递归调用 print 函数，将 n 除以 x 的商作为新的 n 继续进行转换。这样做的目的是先处理高位的 x 进制数，因为递归会不断深入，直到处理到最高位。

2. 输出当前位数字：

   • cout << s[n % x];：当 n 小于 x 时，递归调用结束，开始回溯输出。n % x 得到 n 除以 x 的余数，这个余数就是当前位的 x 进制数字。通过 s[n % x] 从字符串 s 中取出对应的字符并输出。

main 函数部分

int main()
{int n = 0;int x = 0;cin >> n >> x;print(n, x);return 0;
}

函数功能概述

main 函数是程序的入口，负责从用户那里获取要转换的十进制数和目标进制，然后调用 print 函数进行转换和输出。

详细步骤

1. 变量初始化：

   • int n = 0;：定义并初始化一个整型变量 n，用于存储用户输入的要转换的十进制数。
   • int x = 0;：定义并初始化一个整型变量 x，用于存储用户输入的目标进制。

2. 获取用户输入：

   • cin >> n >> x;：使用标准输入流 cin 从用户那里读取两个整数，分别存储到 n 和 x 中。

3. 调用 print 函数：

   • print(n, x);：调用 print 函数，将 n 转换为 x 进制数并输出。

4. 返回值：

   • return 0;：程序正常结束，返回 0 表示程序成功执行。

（二）

题目描述
给一个小整数 x 和一个 x 进制的数 𝑆将 𝑆转为 10进制数。对于超过十进制的数码，用 A，B，
…表示。

输入格式
第一行一个整数 
𝑥

第二行一个字符串 
𝑆

输出格式
输出仅包含一个整数，表示答案。

代码如下：

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{int x = 0;string s;cin >> x;cin >> s;int ret = 0;int n = s.size();int i = 0;while (--n >= 0){if (s[n] <= '9')ret += (s[n] - '0') * pow(x, i);elseret += (s[n] + 10 - 'A') * pow(x, i);i++;}cout << ret << endl;return 0;
}

代码解读：

• int x = 0;：声明并初始化一个整型变量 x，用于存储输入的进制数，初始值为 0。
• string s;：声明一个字符串变量 s，用于存储 x 进制的数字字符串。
• cin >> x;：从标准输入读取一个整数，赋值给 x，表示要转换的数字的进制。
• cin >> s;：从标准输入读取一个字符串，赋值给 s，表示 x 进制的数字。
• int ret = 0;：声明并初始化一个整型变量 ret，用于存储最终转换后的十进制结果，初始值为 0。
• int n = s.size();：获取字符串 s 的长度，存储在变量 n 中，后续用于遍历字符串。
• int i = 0;：声明并初始化一个整型变量 i，用于记录当前处理的字符对应的幂次，初始值为 0。

while (--n >= 0)
{if (s[n] <= '9')ret += (s[n] - '0') * pow(x, i);elseret += (s[n] + 10 - 'A') * pow(x, i);i++;
}

• while (--n >= 0)：这是一个 while 循环，--n 先将 n 的值减 1，然后判断是否大于等于 0。通过这种方式从字符串 s 的最后一个字符开始向前遍历。
• if (s[n] <= '9')：判断当前字符是否为数字字符（即 0 - 9）。
  • 如果是数字字符，s[n] - '0' 可以将字符转换为对应的整数值，例如字符 '5' 减去字符 '0' 得到整数 5。然后乘以 pow(x, i)，pow(x, i) 是 x 的 i 次幂，表示该位对应的权重，最后将结果累加到 ret 中。
• else：如果当前字符不是数字字符，说明是字母字符（如 A - Z），代表大于 9 的数字。s[n] + 10 - 'A' 可以将字母字符转换为对应的整数值，例如字符 'A' 转换为 10，'B' 转换为 11 等。同样乘以 pow(x, i) 并累加到 ret 中。
• i++;：每处理完一位，幂次 i 加 1，用于处理下一位的权重。

代码2：（使用库函数）

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{int x = 0;string s;cin >> x;cin >> s;int ret = 0;ret = stoi(s, NULL, x);cout << ret << endl;return 0;
}

关于stoi的讲解，请看博客C++ string超详解！！（小白也能看懂）-CSDN博客

（三）

把数x转化成n进制。

思路：不难发现，其实就是上面两个题的结合体。

代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;
string str = "0123456789ABCDEF";
void print(int num, int m)
{if (num >= m)print(num / m, m);cout << str[num % m];
}
int main()
{int n = 0;string s;int m = 0;cin >> n;cin >> s;cin >> m;int num = stoi(s, NULL, n);print(num, m);return 0;
}

• 变量声明与输入获取：
  • int n = 0;：用于存储输入的源进制，初始化为 0。
  • string s;：用于存储 n 进制的字符串。
  • int m = 0;：用于存储目标进制，初始化为 0。
  • cin >> n;、cin >> s;、cin >> m;：依次从标准输入读取源进制 n、n 进制的字符串 s 和目标进制 m。
• 进制转换：
  • int num = stoi(s, NULL, n);：使用 stoi 函数将字符串 s 从 n 进制转换为十进制数，结果存储在 num 中。stoi 函数的第一个参数是要转换的字符串，第二个参数 NULL 表示不使用字符串结束位置的指针，第三个参数 n 表示源进制。
• 输出结果：
  • print(num, m);：调用 print 函数，将十进制数 num 转换为 m 进制数并输出。
• 返回值：
  • return 0;：程序正常结束，返回 0 表示程序执行成功。

示例

假设输入 n = 16，s = "FF"，m = 10。

1. stoi(s, NULL, n) 会将十六进制字符串 "FF" 转换为十进制数 255，存储在 num 中。
2. 调用 print(num, m)，即 print(255, 10)。
   • 递归调用 print(255 / 10, 10) 即 print(25, 10)，继续递归调用 print(25 / 10, 10) 即 print(2, 10)。
   • 因为 2 < 10，输出 str[2 % 10] 即 2。
   • 回溯到 print(25, 10)，输出 str[25 % 10] 即 5。
   • 回溯到 print(255, 10)，输出 str[255 % 10] 即 5。
   • 最终输出结果为 255