关于字符串二进制定点数浮点数与int以及NBCD码转换的问题
关于字符串二进制定点数浮点数与int以及NBCD码转换的问题（代码）
- 将十进制数字字符串转化为二进制补码（32位）：
public String intToBinary(String numStr) {
int num = Integer.parseInt(numStr);
if (num == 0) return "00000000000000000000000000000000"; //0单独判读
boolean isNeg = false;
if (num < 0) { //负数转正数
num = -num;
isNeg = true;
}
StringBuilder temp = new StringBuilder();
while (num > 0) { //转为二进制
if (num % 2 == 1) temp.append("1");
else temp.append("0");
num /= 2; }
String ans = temp.reverse().toString(); //反转，从低位开始计算
int len = ans.length();
for (int i = 0; i < 32 - len; i++) ans = "0" + ans;
if (isNeg) { //如果是负数那么取反加一
ans = oneAdder(negation(ans)).substring(1);
}
return ans;
}进位判断（第一位判断是否溢出）
private String oneAdder(String operand) {
int len = operand.length();
StringBuffer temp = new StringBuffer(operand);
temp = temp.reverse();//只是将位反转，因为要从低位到高位加一
int[] num = new int[len];
for (int i = 0; i < len; i++) num[i] = temp.charAt(i) - '0'; // 先转化为反转后对应的int数组
int bit = 0x0;
int carry = 0x1;
char[] res = new char[len];
for (int i = 0; i < len; i++) {
bit = num[i] ^ carry;
carry = num[i] & carry;
res[i] = (char) ('0' + bit); // 显示转化为char
}
String result = new StringBuffer(new String(res)).reverse().toString();
return "" + (result.charAt(0) == operand.charAt(0) ? '0' : '1') +result; // 注意有进位不等于溢出，溢出要另外判断
}将负数二进制取反
private String negation(String operand) {
StringBuffer result = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < operand.length(); i++) {
result = operand.charAt(i) == '1' ? result.append("0") :
result.append("1");
}
return result.toString();
}- 将二进制（字符串）转化为十进制（直接使用库中的方法）：
public String binaryToInt(String binStr) {
return String.valueOf(valueOf(binStr, 2));
}- 将十进制浮点数转化为32位单精度浮点数（较为困难，主要原因：需要判断能否表示）：
public String floatToBinary(String floatStr) {
int eLength = 8;//指数位
int sLength = 23;//浮点数
double d = Double.valueOf(floatStr);
boolean isNeg = d < 0;
if (Double.isNaN(d)) {
return "Nan"; }
if(!isFinite(d, eLength, sLength)){
return isNeg ? "-Inf" : "+Inf"; }
StringBuilder answer = new StringBuilder(1+eLength+sLength);
if(isNeg) answer.append("1");
else answer.append("0");
if(d == 0.0) {
for(int i=0;i<eLength+sLength;i++){
answer.append("0"); }
return answer.toString(); }
else {
d = Math.abs(d);
int bias = (int)((maxValue(eLength)+1)/2-1); // bias
boolean subnormal = (d < minNormal(eLength,sLength));
if(subnormal){
for(int i=0;i<eLength;i++){
answer.append("0"); }
d = d * Math.pow(2, bias-1); //将指数消去
answer.append(fixPoint(d, sLength)); }
else{
int exponent = (int)getExponent(d);
answer.append(integerRepresentation(String.valueOf((int(exponent+bias)),eLength)); // 加上 bias d = d / Math.pow(2, exponent);
answer.append(fixPoint(d-1, sLength)); // fixPoint传入的参数要求小于1，自动忽略了隐藏位 }
} return answer.toString();
}补全32位
private String integerRepresentation(String number, int length) {
String result = intToBinary(number);
return result.substring(32 - length); }判断浮点数能否用二进制表示（IEEE754标准有表示的范围）
private boolean isFinite(double d, int eLength, int sLength) {
int bias = (int) ((maxValue(eLength) + 1) / 2 - 1); // bias
int exponent = (int) (maxValue(eLength) - 1 - bias - sLength); // 指数全1和全0是特殊情况，这里只要计算可以被正常表示的最大值，因此-1，且直接将significand转化的位数减去
double significand = maxValue(sLength + 1); // 加上隐藏位
double result = significand * Math.pow(2, exponent);
return d >= -result && d <= result; }计算能表示的最大的浮点数
private double maxValue(int length) {
//不能使用移位操作
return Math.pow(2, length) - 1; }计算能表示的最小的浮点数
private double minNormal(int eLength, int sLength) {
int bias = (int) ((maxValue(eLength) + 1) / 2 - 1); // bias return Math.pow(2, 1 - bias); // 指数为1，阶码全0 }不动点
private String fixPoint(double d, int sLength) {
d = d < 1 ? d : d - (int) d; // d = 0.xxxxx
StringBuilder res = new StringBuilder();
int count = 0;
while (d != 0 && count < sLength) {
d *= 2;
if (d < 1) {
res.append("0"); }
else {
d -= 1;
res.append("1"); }
count++; // 最长为sLength的长度 }
int len = res.length(); // 不能直接用res.length()
for (int i = 0; i < sLength - len; i++) res.append(0);
return res.toString(); }- 将二进制浮点数转化为十进制浮点数
public String binaryToFloat(String binStr) {
boolean isNeg = (binStr.charAt(0) == '1');
String exp = binStr.substring(1, 9);
String frag = binStr.substring(9);
if (exp.equals("11111111")) {
if (frag.contains("1")) {
return "NaN"; }
else {
return isNeg ? "-Inf" : "+Inf"; } }
else if (exp.equals("00000000")) {
if (frag.contains("1")) {
double f = 0.0;
int fe = 1;
for (char fc:frag.toCharArray()) {
f += Integer.parseInt(String.valueOf(fc)) / Math.pow(2, fe);
fe++; }
f = (f)*Math.pow(2, -126);
f = isNeg ? -f : f;
return String.valueOf(f); }
else { return "0.0"; } }
double f = 0.0;
int fe = 1;
for (char fc:frag.toCharArray()) {
f += Integer.parseInt(String.valueOf(fc)) / Math.pow(2, fe);
fe++; }
int e = valueOf(exp, 2) - 127;
f = (1+f)*Math.pow(2, e);
f = isNeg ? -f : f;
return String.valueOf(f); }- 将十进制转化为NBCD码
public String decimalToNBCD(String decimal) {
return getBCDString(Integer.parseInt(decimal)); }public String getBCDString(int val) {
String sign = val < 0 ? "1101" : "1100"; //得到符号位
String result = "";
val = Math.abs(val);
int i = 7;
while (i > 0) {
int tmpVal = val % 10;
result = getBCDString_4(tmpVal).concat(result);
val = val / 10;
i--; }
return sign.concat(result); }- 将NBCD码转化为十进制
public String NBCDToDecimal(String NBCDStr) {
return String.valueOf(NBCDTrueValue(NBCDStr)); }private int NBCDTrueValue(String operand) {
StringBuilder ans = new StringBuilder();
if (operand.startsWith("1101")) ans.append('-');
operand = operand.substring(4);
for (int i = 0; i < operand.length() && i < 28; i += 4) {
ans.append(Integer.valueOf(operand.substring(i, i + 4), 2)); }
return Integer.parseInt(ans.toString()); }