数制转换c语言程序设计课程设计报告.docx

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数制转换c语言程序设计课程设计报告

学号

2016-2017学年第二学期

《C语言程序设计》

课程设计报告

题目：

数制转换

专业：

网络工程（对口）

班级：

姓名：

指导教师：

成绩：

计算机学院

2017年4月25日

一、转换概述

1、需求分析

进制数制是人们利用符号进行计数的科学方法。

数制有很多种，在计算机中常用的数制有：

十进制，二进制、八进制和十六进制。

十六进制数有两个基本特点:

它由十六个字符0～9以及A，B，C，D，E，F组成（它们分别表示十进制数0～15），十六进制数运算规律是逢十六进一。

要求：

（1）输入一个十进制数N，将它转换成R进制数输出，并可以进行逆转换。

（2）输入数据包含多个测试实例，每个测试实例包含两个整数N（32位整数）和R（2<=R<=16,R<>10）。

（3）为每个测试实例输出转换后的数，每个输出占一行。

如果R大于10，则对应的数字规则参考16进制（比如，10用A表示，等等）。

（4）界面友好。

2、概要设计

数制转换器程序是要求任意两种数间的相互转化，本次课程设计以任意进制间转换为中心实现二进制、八进制、十进制、十六进制、十八进制之间的相互转化。

对输入的任意进制的数字进行转换，实现常见进制间的转换以及用户自定义需要转换的目标进制数，这样大大提高了本程序的用途。

常见的二进制、八进制、十进制、十六进制、十六进制之间的固定转换，其转换方式大同小异，从低进制数向高进制数转换进行乘数累加，反之则逐步求余，最终进行分布计算得到想要的结果，对以上思想进行扩展，使其不仅仅局限于那些常见进制间的转换，更多的应用到任意进制之间的转换。

本次系统程序，主要有两大模块组成，即任意进制转换为十进制、十进制转换为任意进制，这两部分共同组成了对任意进制数的转换的实现，通过菜单选择，让用户实现自己想要的结果，同时也在程序的简洁上有所压减，达到简洁的应用程序实现相对较复杂的功能。

最后打印输出结果，清屏执行下次任务。

该程序包括七个子函数模块，其中菜单函数模块定义为整型，其余字符转换函数处理模块都根据函数所需定义数据类型。

数制转换器处理系统中用数组来储存处十进制以外的数，将一个指定进制的数，从低到低高一位一位取出，并计算出每位的十进制值，然后乘以其数基的特定幂指数，得出这一位数的十进制值，将所有各位的十进制值相加得出这个数的十进制值，然后再将该十进制数转换为指定数制的数，此过程采用求余法进行，用这个十进制数作为被除数，用指定的数基作除数，连续求余，得出的余数依由个位到十位等的顺序组成新数，即得指定数制的数。

（1）逻辑设计如图所示：

图2.1

（2）程序中各函数简单说明见如表1、1函数说明所示：

表2.1

返回值

函数名

参数表

函数说明

int

main

void

主函数

void

intANY_ten（）

intx,intnum

任意进制转换为十进制

void

Intten_ANY（）

intnum,inty

十进制转换为任意进制

void

ten_ANY（）

num,2

十进制转换为二进制

void

list1（）

num

进制转换菜单

void

list2（）

num

主菜单

void

ANY_ch（）

num,num

任意进制间的转换

3.详细设计

1.十进制转化为任意进制函数：

十进制整数num转换为任意（x）进制整数采用"除x取余，逆序排列法。

具体做法是：

用x去除十进制整数，可以得到一个商和余数；再用x去除商，又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为一时为止，然后把先得到的余数作为x进制数的低位有效位，后得到的余数作为x进制数的高位有效位，结构图如图3.4所示:

intANY_ten（intx,intnum）

{

inti,j=0;

ints=0;

for（i=1;num!

=0;i*=x）

{

if（num%10>（x-1））

{

j=1;

break;

}

else

{

s+=（num%10）*i;

num=num/10;

}

}

if（j==1）

printf（"原数据出错！

请重新输入:

\n"）;

else

printf（"转换为十进制：

%d\n\n",s）;

returns;

}

2.任意进制转化十进制函数：

从最后一位开始算，依次列为第0、1、2...位第n位的数乘以任意进制数y的n次方得到的结果相加结构图如图3.5所示:

voidten_ANY（intnum,inty）

{

inti;

intarr[30];

for（i=0;;i++）

{

arr[i]=num%y;

num=num/y;

if（num==0）

{

break;

}

}

printf（"转换为%d进制：

",y）;

for（;i>=0;i--）

{

switch（arr[i]）

{

case10:

printf（"A"）;break;

case11:

printf（"B"）;break;

case12:

printf（"C"）;break;

case13:

printf（"D"）;break;

case14:

printf（"E"）;break;

case15:

printf（"F"）;break;

case16:

printf（"G"）;break;

case17:

printf（"H"）;break;

case18:

printf（"I"）;break;

case19:

printf（"J"）;break;

default:

printf（"%d",arr[i]）;

}

}

printf（"\n\n"）;

}

3.程序流程图

（1）主函数main（）流程图，如图3.1所示：

图3.1main函数流程图

（2）主菜单list2（）流程图，如图3.2所示：

图3.2list2（）函数流程图

（3）常见进制转换菜单list1（）函数流程图，如图3.3所示：

图3.3常见进制转换菜单list1（）函数流程图

（4）十进制转换为任意进制函数ten_ANY（）函数流程图，如图3.4所示：

图3.4十进制转换为任意进制函数ten_ANY（）函数流程图

（5）任意进制转换为十进制函数ANY_ch（）函数流程图，如图3.5所示：

图3.5任意进制数之间的转换ANY_ch（）函数流程图

4.运行环境

软件环境

操作系统：

Windows7

硬件环境

处理器：

IntelPentium166MX或更高

内存：

32MB以上

硬盘空间：

1GB以上

显卡：

SVGA显示适配

5.开发工具和编程语言

C语言

二、数学原理 

实现进制转换需要编个函数（进制转换器），每一函数完成相应进制的转换，下面是各个进制之间转换的数学方法的算法。

十进制转二进制：

十进制数转换成二进制数，是一个连续除2的过程；把要转换的数，除以2，得到商和余数，将商继续除以2，直到商为0.最后将所有余数倒序排列，得到数就是转换结果。

 例如：

302/2 = 151 余0 

151/2 = 75 余1  

75/2 = 37 余1

37/2 = 18 余1

18/2 = 9 余0 

9/2 = 4 余1

4/2 = 2 余0

2/2 = 1 余0  

所以302转换为2进制，结果：

100101110  . 

十进制转八进制：

十进制数转换成八进制的方法和转换为二进制的方法类似，唯一变化：

除数由2变成8。

 例如：

120/8=15余0 

15/8=1余7

1/8=0余1 

所以120转换为8进制，结果：

170.  

十进制转十六进制：

十进制数转换成十六进制数的方法和转换为二进制的方法类似，唯一变化：

除数由2变成16。

 不过，十六进制数：

（10～15）是用英文大写字母（A~F）表示。

 例如：

123/16=7余11 

所以123转换为16进制，结果：

7B.  

二进制转十进制：

二进制数转换为十进制数按权展开，第0位的权值是2的0次方，第1位的权值是2的1次方······ 例如：

1010转换成十进制数：

第0位：

0*2^0=0 

第1位：

1*2^1=2

第2位：

0*2^2=0

第3位：

1*2^3=8

所以1010转换成十进制数,结果：

0+2+0+8=10. 

二进制转八进制：

利用421，从后往前每三位一组，缺位补0，然后按十进制方法进行转换。

 例如：

 （11001） 001=1 011=3 

然后将结果按从下往上顶顺序书写：

31. 

二进制转十六进制：

二进制和十六进制的互相转换比较重要。

不过这二者的转换却不用计算；利用8421，对于任意一个4位的二进制数，都可以很快算出它对应的10进制值。

 例如：

1111=8+4+2+1=15  

又因为十六进制数：

10～15用大写字母A~F表示，所以15为F. 

八进制转二进制：

  利用421；从后往前每三位一组，缺位处用0填补，然后按十进制方法进行转化; 

例如：

  1—>001  3-011 

然后我们将结果按从下往上的顺序书写就是：

11001，那么这个11001就是八进制31的二进制形式。

八进制转十进制：

八进制就是逢8进1，八进制数采用 0～7这八数来表达一个数；八进制数第0位的权值为8的0次方，第1位权值为8的1次方，第2位权值为8的2次方…… 例如：

1507转换成十进制数:

第0位：

7*8^0=7

第1位：

0*8^1=0 

第2位：

5*8^2=320 

第3位：

1*8^3=512 

所以换算成十进制：

7+0+320+512=839 .

八进制转十六进制：

八进制转换成十六进制：

有两种方法：

一种是先将八进制转换成二进制，在将二进制转换成十六进制。

另一种方法是将八进制转换成十进制，在将十进制转换成十六进制。

十六进制转二进制：

上面已经提到二进制转换成十六进制的方法，记住8421，每一位的权值，所以十六进制转成二进制就是一段四位分别转成二进制。

例如：

F1111 ,D1101,A1010,50101. 

十六进制转八进制：

十六进制转八进制也不能直接转换，需要将十六进制转换成十进制或者二进制，才能由十进制或者二进制转换成八进制。

十六进制转十进制：

16进制就是逢16进1，但我们只有0~9这十个数字，所以我们用A，B，C，D，E，F这六个字母来分别表示10，11，12，13，14，15。

十六进制数的第0位的权值为16的0次方，第1位的权值为16的1次方，第2位的权值为16的2次方······ 所以，在第N（N从0开始）位上，如果是数 X （X 大于等于0，并且X小于等于 15，即：

F）表示的大小为 X * 16的N次方。

例如：

  2AF5  

第0位：

5*16^0=5

第1位：

F*16^1=240 

第2位：

A*16^3=2560 

第3位：

2*16^4=8192 

所以转换 成十进制数为：

10997.

三、附：

源代码

#include

#include

#include

list2（）;

intANY_ten（intx,intnum）

{

inti,j=0;

ints=0;

for（i=1;num!

=0;i*=x）

{

if（num%10>（x-1））

{

j=1;

break;

}

else

{

s+=（num%10）*i;

num=num/10;

}

}

if（j==1）

printf（"原数据出错！

请重新输入:

\n"）;

else

printf（"转换为十进制：

%d\n\n",s）;

returns;

}

voidten_ANY（intnum,inty）

{

inti;

intarr[30];

for（i=0;;i++）

{

arr[i]=num%y;

num=num/y;

if（num==0）

{

break;

}

}

printf（"转换为%d进制：

",y）;

for（;i>=0;i--）

{

switch（arr[i]）

{

case10:

printf（"A"）;break;

case11:

printf（"B"）;break;

case12:

printf（"C"）;break;

case13:

printf（"D"）;break;

case14:

printf（"E"）;break;

case15:

printf（"F"）;break;

case16:

printf（"G"）;break;

case17:

printf（"H"）;break;

case18:

printf（"I"）;break;

case19:

printf（"J"）;break;

default:

printf（"%d",arr[i]）;

}

}

printf（"\n\n"）;

}

voidlist1（）

{

inti,a,m,num;

charch[100];

FILE*f;

do{

getchar（）;

system（"cls"）;

printf（"********************************************\n"）;

printf（"********************\n"）;

printf（"**********数制转换器**********\n"）;

printf（"********************\n"）;

printf（"**********1-十进制转二进制**********\n"）;

printf（"**********2-十进制转八进制**********\n"）;

printf（"**********3-十进制转十六进制**********\n"）;

printf（"**********4-二进制转十进制**********\n"）;

printf（"**********5-八进制转十进制**********\n"）;

printf（"**********6-十六进制转十进制**********\n"）;

printf（"**********7-二进制转八进制**********\n"）;

printf（"**********8-二进制转十六进制**********\n"）;

printf（"**********0-返回**********\n"）;

printf（"*********************\n"）;

printf（"********************************************\n"）;

loop:

printf（"请输入你所选择的序号:

"）;

scanf（"%d",&a）;

if（a!

=0&&a<9）

{

st:

printf（"\n输入要转换的数:

"）;

scanf（"%s",&ch）;

f=fopen（"num.txt","w"）;

for（i=0;i<=（int）strlen（ch）;i++）

fputc（ch[i],f）;

fclose（f）;

}

for（i=0;i<（int）strlen（ch）;i++）

{

if（（int）（ch[i]）>=48&&（int）（ch[i]）<=57||（ch[i]）>='A'&&（int）（ch[i]）<='J'）

continue;

else

printf（"输入有误!

请输入数字:

"）;gotost;break;

}

f=fopen（"num.txt","r"）;

fscanf（f,"%d",&num）;//读出文件num.txt中权值

fclose（f）;

switch（a）

{

case0:

list2（）;break;/*返回上一层*/

case1:

ten_ANY（num,2）;break;/*十进制转二进制*/

case2:

ten_ANY（num,8）;break;/*十进制转八进制*/

case3:

ten_ANY（num,16）;break;/*十进制转十六进制*/

case4:

ANY_ten（2,num）;break;/*二进制转十进制*/

case5:

ANY_ten（8,num）;break;/*八进制转十进制*/

case6:

ANY_ten（16,num）;break;/*十六进制转十进制*/

case7:

m=ANY_ten（2,num）;ten_ANY（m,8）;break;/*二进制转八进制*/

case8:

m=ANY_ten（2,num）;ten_ANY（m,16）;break;/*二进制转十六进制*/

default:

printf（"您的输入有误，请重新选择!

\n"）;gotoloop;break;

}

getchar（）;

}while（a>0）;

}

voidANY_ch（）

{

inta,m,x,y,num;

printf（"请输入进制数:

"）;

scanf（"%d",&x）;

printf（"输入该%d进制数：

",x）;

scanf（"%d",&num）;

m=ANY_ten（x,num）;

printf（"是否将当前十进制数进一步转换:

1.是2.否\n"）;

printf（"请选择:

"）;

loop2:

scanf（"%d",&a）;

switch（a）

{

case1:

printf（"转换的目标进制数为:

"）;

scanf（"%d",&y）;

ten_ANY（m,y）;break;

case2:

printf（"\t转换结束!

"）;break;

default:

printf（"选择有误!

请重选:

"）;gotoloop2;break;

}

getchar（）;

}

intlist2（）

{

intb;

do{

printf（"************************************************\n"）;

printf（"***二十进制内任意进制转换!

***\n"）;

printf（"************************************************\n"）;

printf（"\t\t按Enter进入主菜单!

"）;

getchar（）;

system（"cls"）;

printf（"********************************************\n"）;

printf（"**********【主菜单】**********\n"）;

printf（"********************\n"）;

printf（"**********模式选择**********\n"）;

printf（"********************\n"）;

printf（"**********1-常见进制转换**********\n"）;

printf（"**********2-自定义进制数转换**********\n"）;

printf（"**********0-退出**********\n"）;

printf（"********************\n"）;

printf（"********************************************\n"）;

loop1:

printf（"请选择要执行的模式:

"）;

scanf（"%d",&b）;

switch（b）

{

case1:

list1（）;break;/*常见进制转换菜单*/

case2:

ANY_ch（）;break;/*任意进制数之间转换*/

case0:

exit（0）;break;

default:

printf（"\n您的输入有误，请重新选择!

\n\n"）;gotoloop1;break;

}

getchar（）;

}while（b>0）;

return0;

}

voidmain（）

{

list2（）;

}

测试结果

按Enter键进入主菜单，如图3.1所示：

图3.1十进制转换为二进制

选择1，进入常见进制转换菜单，如图3.2所示：

图3.2十进制转换为二进制

选择1，十进制转换为二进制函数，输入12,结果如图3.3所示：

图3.3十进制转换为二进制

选择2，十进制转换为八进制函数，输入20,结果如图3.4所示：

图3.4十进制转换为八进制

选择3，十进制转换为十六进制函数，输入30，结果如图3.5所示：

图3.5十进制转换为十六进制

选择4，二进制转换为十进制函数，输入131，结果如图3.6所示：

图3.6二进制转换为十进制

选择4，二进制转换为十进制函数，输入111，结果如图3.7所示：

图3.7二进制转换为十进制

选择5，八进制转换为十进制函数，输入171，结果如图3.8所示：

图3.8八进制转换为十进制

选择6，十六进制转换为十进制函数，输入19AF，结果如图3.9所示：

图3.9十六进制转换为十进制

选择7，二进制转换为八进制函数，输入1101，结果如图3.10所示：

图3.10十六进制转换为十进制

选择8，二进制转换为十六进制函数，输入11111，结果如图3.11所示：

图3.11二进制转换为十六进制

选择0，返回主菜单如图3.12所示：

图3.12返回主菜单

选择2，自定义进制转换，输入进制数为2，数字为110101，选择1.是，结果如图3.13所示：

图3.13自定义进制转换

参考文献

[1]谭浩强.C程序设计（第三版）.北京:

清华大学出版社.2005:

34

[2]李建忠.大学计算机基础.西安:

西北大学出版社.2005:

104

[3]谭浩强.C程序设计题解与上机指导（第三版）.北京:

清华大学出版社.2005:

68

[4]罗建军、朱丹军、顾刚.C