C語(yǔ)言中多位數(shù)的輸入問題研究

馬紅旭

【摘要】 C語(yǔ)言中的scanf（ ）函數(shù)輸入數(shù)據(jù)位數(shù)，最多可達(dá)到15—19位十進(jìn)制數(shù)，本文將討論擴(kuò)大scanf（ ）函數(shù)輸入數(shù)據(jù)位數(shù)的方法。

【關(guān)鍵詞】 C語(yǔ)言 scanf（ ）函數(shù) 擴(kuò)大輸入數(shù)據(jù)位數(shù)

在使用C語(yǔ)言中的scanf（ ）函數(shù)時(shí)，常遇到輸入數(shù)據(jù)位數(shù)受限制的情況。這里調(diào)試工具選用cfree4.0/vc6.0，在輸入十進(jìn)制數(shù)時(shí)，如果輸入變量是int16類型，可輸入的數(shù)據(jù)范圍在[-32768，+32767]之間，最多5位整數(shù)，變量是long / int32類型，輸入數(shù)據(jù)范圍在[-2G，+2G]之間，約±2×109之間，最多10位整數(shù)，變量是float類型，盡管輸入數(shù)據(jù)范圍在±3.4×1038之間，但由于精確度是7位有效數(shù)字限制，最多輸入7位數(shù)是準(zhǔn)確的，變量是double/long double類型，最多輸入15--19位數(shù)是準(zhǔn)確的，再想多輸入幾位，直接的scanf（ ）函數(shù)就做不到了。本文將探索研究擴(kuò)大scanf（ ）輸入位數(shù)的方法。

一、擴(kuò)大scanf（ ）輸入位數(shù)的思路

既然用scanf（ ）輸入數(shù)值型數(shù)據(jù)達(dá)不到要求 ，我們就考慮把輸入的數(shù)據(jù)作為字符串，先把輸入的長(zhǎng)串?dāng)?shù)據(jù)處理成字符串形式，每一位數(shù)以字符形式保存到一個(gè)字符型數(shù)組中，這樣輸入數(shù)據(jù)的寬度理論上就不受限制，只要用戶設(shè)定的字符數(shù)組足夠大即可。以二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制數(shù)為例，首先要輸入一個(gè)N位二進(jìn)制數(shù)，由于目前我們使用的計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)一般都在32位以上，所以每個(gè)機(jī)器數(shù)二進(jìn)制數(shù)位數(shù)都不少于32位，本程序數(shù)組大小設(shè)置為128，意味著可以完成約128位二進(jìn)制數(shù)的輸入和轉(zhuǎn)換問題。從形式上，輸入位數(shù)增加了不少。

二、字符型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)值型數(shù)據(jù)原理

用上述方法輸入的長(zhǎng)數(shù)據(jù)串，我們可以把它當(dāng)做任何進(jìn)制數(shù)，這里我們把問題簡(jiǎn)單化，假設(shè)輸入字符數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)，那么字符型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)值型數(shù)據(jù)原理是：每個(gè)字符在計(jì)算機(jī)中以ASCII碼形式保存，例如字符串1010，是以‘49 48 49 48形式保存，我們給每個(gè)ASCII碼值減去48（0的ASCII碼值），就得到‘1010，接下來(lái)要完成的任務(wù)是編程序把這個(gè)二進(jìn)制有符號(hào)數(shù)表示成十進(jìn)制數(shù)。

二進(jìn)制整型正數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，直接采用“系數(shù)乘以權(quán)值再相加”法。我們把二進(jìn)制的每一位作為系數(shù)，乘以該位所在的權(quán)值，再和其它每一位的系數(shù)與權(quán)值的積相累加，即Dn…D4D3D2D1D0= Dn×2n+ Dn-1×2n-1+…+ D2×22 + D1×21 + D0×20 就可得到相應(yīng)的十進(jìn)制結(jié)果。

整型負(fù)數(shù)二進(jìn)制數(shù)表示成十進(jìn)制數(shù)，情況較復(fù)雜。由于計(jì)算機(jī)中參與加減運(yùn)算的數(shù)據(jù)，通常都是補(bǔ)碼，所以我們先假設(shè)該二進(jìn)制碼為補(bǔ)碼，需要把該補(bǔ)碼按位取反，之后最低位再自動(dòng)加1，即得到該碼相應(yīng)的原碼形式。二進(jìn)制的原碼形式幾乎和十進(jìn)制是一一對(duì)應(yīng)的，這時(shí)也可以采用“系數(shù)乘以權(quán)值再相加”方法得到十進(jìn)制結(jié)果。實(shí)際上這個(gè)結(jié)果僅僅是十進(jìn)制數(shù)的絕對(duì)值形式，還需要用戶修正符號(hào)，只我們要在其絕對(duì)值前加一個(gè)負(fù)號(hào)即可得到十進(jìn)制數(shù)的正確答案。

三、多位二進(jìn)制有符號(hào)數(shù)表示成十進(jìn)制數(shù)程序?qū)崿F(xiàn)

根據(jù)上述原理我們編寫程序代碼如下：

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "math.h"

int main（ ）

{ int j，n，flags=0； /* flags是正負(fù)數(shù)標(biāo)志*/

char str[128]； double sum=0；

printf（ “請(qǐng)輸入一個(gè)二進(jìn)制整數(shù)： “ ）；

scanf（ "%s"，&str; ）； /*D0D1..Dn-1*/

n=strlen（str）； /*二進(jìn)制數(shù)位數(shù)*/

for（ j=0；j<=n-1；j++ ）

{str[j]=str[j]-0； }

if （str[0]==0） { flags=0；goto a1； }

flags=1；/* flags=1負(fù)數(shù)flags=0正數(shù)*/

for（ j=0；j<=n-1；j++ ）

{str[j]=！（str[j]）； } /* 補(bǔ)碼按位取反*/

str[n-1]=str[n-1]+1； /* 補(bǔ)碼按位取反之后，末尾加1，得到原碼*/

for（ j=n-1；j>=0；j-- ）

if （str[j]==2） { str[j]=0；

str[j-1]=str[j-1]+1；； } /*末尾加1之后，所有位可能有進(jìn)位，需要逐位修正*/

a1：for（ j=0；j<=n-1；j++ ）

sum=str[j]*pow（ 2，n-1-j ）+sum；

if （ flags==1 ）sum=-sum；

printf（“＼n轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)為：%.0f＼n “，sum）；}

其中變量sum，還可以改成long double類型，這樣程序可以處理的二進(jìn)制位數(shù)會(huì)更多。

四、綜述

利用上述方法，我們把C語(yǔ)言scanf（ ）函數(shù)輸入數(shù)據(jù)的寬度增加了，問題得到解決，該方法省時(shí)省力，簡(jiǎn)捷高效，這一點(diǎn)對(duì)于C語(yǔ)言在大中小型機(jī)中的應(yīng)用推廣的意義非常重大。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 譚浩強(qiáng)等編著 .C程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2005（2007重印）

[2] 周維武等編著. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程（第3版）[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3] 李飛，廖琪梅，何鑫主編. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用新教程[M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.