用c语言将文件中十六进制数据与二进制数据相互转换

简介: 用c语言将文件中十六进制数据与二进制数据相互转换

本文中的代码可以将文件中的十六进制存储与二进制存储相互转换。


十六进制->二进制


原理是:每两位存储为一个字符(char)保存。

因为十六进制数最大为 f,即 15,在内存中只需要 4 位就可以表示。而一般情况下一个字符是占一个字节 8 位,所以正好可以存储十六进制两位。

举个栗子:

在文件中存储十六进制为ab,ab转换为二进制,就是1010 1011,刚好八位,可以联想到ASCII码,用一个字符可以表示。

注意转为二进制后,前32个为不可见字符,附图ASCII码。

(将十六进制转为二进制还会压缩一倍的空间?因为ab本来占两个字节,现在转成二进制,即一个char字符,只占用一个字节大小。但是转换过程中时间消耗,我不太确定是否优化了)

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE * in  = fopen("./data.txt", "r");
    FILE * out  = fopen("./data", "w");
    while (1) {
        char c;
        unsigned char d = 0;
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            // 从 in 读取 1 个大小为 1 字节数据保存在 c
            if (fread(&c, 1, 1, in) == 0) {
                fclose(in);
                fclose(out);
                return 0;
            }
          // 读到空格或者换行索引需要回退
            if (c == ' ' || c == '\n') {
                i--;
                continue;
            }
            // 将读到的十六进制字符转成具体的十进制数字
            if (c >= '0' && c <= '9') {
                c -= '0';
            } else if (c >= 'a' && c <= 'f') {
                c -= 'a';
                c += 10;
            } else {
                printf("error");
            }
            //printf("c -> %d  \n", c);
            d <<= 4;
            d |= c;
        }
        //printf("-------> %c\n", d);
        fwrite(&d, 1, 1, out);
    }
    return 0;
}

核心代码:

d <<= 4 and d |= c

解释:

内层for循环为两次,c读取两次:

我们假设第一次读到a字符,第二次读到b字符。

(或运算:参加运算的两个对象只要有一个为1,其值为1)

微信截图_20230519013320.png

如果想知道转换是否正确的话,可以用 hexdump -C + 文件名(data) 检查一下是否正确。(linux命令)


二进制->十六进制


这个就是上边操作相反的过程,读取二进制文件,然后转成十六进制字符保存。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE * in  = fopen("./data.txt", "r");
    FILE * out  = fopen("./data", "w");
    char space = ' ';
    char enter = '\n';
    int idx = 0;
    while (1) {
        char c[2];
        unsigned char d = 0;
        for (int i = 0; i < 4; ++i) {
            // 读取一个字节
            if (fread(&d, 1, 1, in) == 0) {
                fclose(in);
                fclose(out);
                return 0;
            }
            // 一个二进制字节转回两个十六进制字符
            char mask = 0xf;
            c[0] = d >> 4;      // 将低位移走就是该字节保存的第一个十六进制字符
            c[1] = d & mask;    // 保留 d 的低位就是该字节保存的第二个十六进制字符
            // 将十进制数字转回对应的十六进制字符(与上一步转换的代码相反)
            if (c[0] >= 0 && c[0] <= 9) {
                c[0] += '0';
            } else {
                c[0] -= 10;
                c[0] += 'a';
            }
            if (c[1] >= 0 && c[1] <= 9) {
                c[1] += '0';
            } else {
                c[1] -= 10;
                c[1] += 'a';
            }
            // 从 c 地址开始读取两个字节,写到 out 
            fwrite(&c, 1, 2, out);
        }
        // 写空格或者换行 保持格式
        idx++;
        if (idx == 4){
            idx = 0;
            fwrite(&enter, 1, 1, out);
        } else {
            fwrite(&space, 1, 1, out);
        }
    }
    return 0;
}

mask的二进制是0000 1111。

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