ruby - 十六进制数的有符号 2 的补码

Question

如何将十六进制数转换为带'C4D81633'符号的 2 的补码，即'-992471501'使用 Ruby？我试过

['C4D81633'.scan(/[0-9a-f]{2}/i).reverse.join].pack('H*').unpack('l')

但是当我输入长度小于 8 个字符时，上面的代码不能正常工作。

Answer 1

否定运算符 ( -) 已经做了一个二的恭维：

p (-0x1234).to_s(16)    # => "-1234"

问题在于 Ruby 的 to_s，它注意到它被否定，并以我们几乎总是想要的方式输出它——用减号。

但是，如果我们屏蔽否定值，我们将让 Ruby 做我们想做的事情：

 p (-0x1234 & 0xffff).to_s(16)    # => "edcc"

所以让我们把它们放在一起：

def negate(n, num_bits)
  mask = (1 << num_bits) - 1
  -n & mask
end

def negate_string(s, num_bits)
  negate(s.hex, num_bits).to_s(16)
end

p negate_string("C4D81633", 32)    # "3b27e9cd"

Answer 2

我建议尽可能使用实际数字。所以，拿你的“字符串化的十六进制数字”，把它转换成一个实际的整数。（所以，正如其他人所建议的那样；'C4D81633'.hex）。我对该方法进行了几次迭代。第一个是@shivashankar 的，其他的只是速度改进。如果您想对其进行黑盒化并获得性能，请使用最后一个。

def signed_twos_complement(integer_value, num_bits)
  length = num_bits
  mid = 2**(length-1)
  max_unsigned = 2**length
  (integer_value >= mid) ? integer_value - max_unsigned : integer_value
end

def signed_twos_complement2(i)
  -(-i & (2**i.to_s(2).length)-1)
end

def signed_twos_complement3(i)
  -(-i & (2**i.bit_length)-1)
end

def signed_twos_complement4(i, bits=i.bit_length)
  -(-i & (2**bits)-1)
end

# Run chunk below in irb or pry to try benchmarking for yourself
require 'benchmark'
n = 9000000
a = Array.new(n) { rand(1...n) };

Benchmark.bm do |x|
  x.report { a.each { |z| signed_twos_complement(z, z.to_s(2).length) } }
  x.report { a.each { |z| signed_twos_complement(z, z.bit_length) } }
  x.report { a.each { |z| signed_twos_complement2(z) } }
  x.report { a.each { |z| signed_twos_complement3(z) } }
  x.report { a.each { |z| signed_twos_complement4(z) } }
end

这是我的基准测试结果

    user     system      total        real
6.250000   0.040000   6.290000 (  6.355923)
2.290000   0.010000   2.300000 (  2.347434)
5.840000   0.040000   5.880000 (  5.943748)
2.160000   0.010000   2.170000 (  2.223785)
2.160000   0.020000   2.180000 (  2.218012)

编辑：我添加signed_twos_complement4了更多可扩展性。您可以覆盖预期的位以进行高级补充。

Answer 3

首先使用String#rjust你的输入怎么样？

['C4D81633'.rjust(8,'0').scan(/[0-9a-f]{2}/i).reverse.join].pack('H*').unpack('l')

这样，您总是有 8 个十六进制数字（除非您的输入长于 8 位）

Answer 4

我在谷歌搜索后找到了答案......我将其添加为如下方法

def convert_to_signed_twos_complement(integer_value, num_of_bits)
  length       = num_of_bits
  mid          = 2**(length-1)
  max_unsigned = 2**length
  (integer_value >= mid) ? integer_value - max_unsigned : integer_value
end

hex_to_convert = 'C4D81633'
convert_to_signed_twos_complement(hex_to_convert.hex, 16)

Note: the num_of_bits in method denote the max bit size of the binary you want