C言語 16進数→10進数への変換方法

Question

プログラミング未経験、今月就職し１週間ほどC言語を勉強しています。

研修を受けている会社からの練習問題で6桁までの16進数を入力し、10進数に変えて出力する…という問題が出たのですが、
pow関数というのを見つけそれを使用したところ、「シフト演算（？）を使った方が早い」と言われてしまいました。

C言語で16進数をシフト演算を使用し、10進数に変換したいです。

ヒントを教えていただけないでしょうか。

また、powを使って書いたものは以下になります。
これとはまったく別物になるのでしょうか？
あと、書き方等のアドバイスが有ればお願いします。
研修中に出来るだけ知識をつけたいです。
よろしくおねがいします。

#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include <string.h>

long HexToBin(char *str)
{
	long tmp;
	int i;
	long sum=0;
	
	for(i=0;i<strlen(str);i++)
	{
		if(*(str+i)>='0' && *(str+i)<='9')
		{
			tmp=*(str+i)-'0';
			sum=(tmp*pow(16,strlen(str)-i-1))+sum;
		}
		else if(*(str+i)>='A' && *(str+i)<='F')
		{
			tmp=*(str+i)-'A'+10;
			sum=(tmp*pow(16,strlen(str)-i-1))+sum;
		}
		else if(*(str+i)>='a' && *(str+i)<='f')
		{
			tmp=*(str+i)-'a'+10;
			sum=(tmp*pow(16,strlen(str)-i-1))+sum;
		}
		else
		{
			sum=-1;
			break;
		}
	}
	return (sum);
}

int main()
{
	char hex[50];
	long dec;
	
	printf("16進数を入力：");
	scanf("%s",&hex[0]);

	dec=HexToBin(&hex[0]);
	
	if(dec==-1)
		printf("入力された値が不正です。\n\n");
	else
	printf("結果：%ld\n\n",dec);

	return 0;
}

*returnの中を書き換え忘れていたので修正しました。

Answer 1

16進数がお分かりだということは、2進数もきっとバッチリですね。
ヒント: 16と2の関係はなんでしょう？がんばってください。
シフト演算について解説されているページを共有します。

Comments

[ichitarou]

リンクありがとうございます！16進数だと2進数を4ビットずつずらしていけば良いのでしょうか…多分これはchar型の16進数の状態で使って良いんですよね。

16進数→10進数の流ればかり考えてましたが、
16進数→2進数→10進数の流れなのでしょうか…難しい！がんばってみます！

[ichitarou]

#include<stdio.h>
#include <string.h>

long HexToBin(char *str)
{
char tmp;
int i;
long sum=0;

for(i=0;i<strlen(str);i++)
{
if(*(str+i)>='0' && *(str+i)<='9')
{
tmp=*(str+i)-'0';
sum=(tmp<<4*(strlen(str)-i-1))+sum;
}
else if(*(str+i)>='A' && *(str+i)<='F')
{
tmp=*(str+i)-'A'+10;
sum=(tmp<<4*(strlen(str)-i-1))+sum;
}
else if(*(str+i)>='a' && *(str+i)<='f')
{
tmp=*(str+i)-'a'+10;
sum=(tmp<<4*(strlen(str)-i-1))+sum;
}
else
{
sum=-1;
break;
}
}
return (sum);
}

int main()
{
char hex[50];
long dec;

printf("16進数を入力：");
scanf("%s",&hex[0]);

dec=HexToBin(&hex[0]);

if(dec==-1)
printf("入力された値が不正です。\n\n");
else
printf("結果：%ld\n\n",dec);

return 0;
}

powの部分を書き換えてできました！
ありがとうございました！

[rubato6809]

既に解決済みですが、この課題はまだまだやりようがありますので、三点修正案を出させていただきます。

1. HexToBin()関数を見て、ごちゃごちゃした感じがしませんか。一番の理由は、ほぼ同じコードが三回繰り返されているからです。

16進数に使われる文字は'0'～'9', 'A'～'F', 'a'～'f'です。これらはそれぞれ
'0'～'9' → 0 ～ 9
'A'～'F' → 10 ～ 15
'a'～'f' → 10 ～ 15
という値を意味しますから、文字を数値に変換する関数を作りましょう。仮にAscToBin()とすると、
int AscToBin(char ch)
{
　　　if (ch >= '0' && ch <= '9') {
　　　　　　return ch - '0';
　　　} else if (ch >= 'A' && ch <= 'F') {
　　　　　　return ch - 'A' + 10;
　　　} else if (ch >= 'a' && ch <= 'f') {
　　　　　　return ch - 'a' + 10;
　　　} else {
　　　　　　return -1;
　　　}
}
この関数は、toupper()（又はtolower()）、isdigit(), isxdigit()などのライブラリ関数を使えば、さらに簡潔に書けます。考えてみて下さい。

AscToBin()は各文字を０～15の値で返してくれるので、HexToBin() の本体部分は
　　　for (i = 0; i < strlen(str); i++) {
　　　　　　tmp = AscToBin(*(str + i));
　　　　　　if (tmp == -1) {
　　　　　　　　　return -1L;
　　　　　　}
　　　　　　sum = (tmp << 4 * (strlen(str) - i - 1)) + sum;
　　　}
　　　return (sum);
だけで済んでしまいます！

2. お作りになったコードは、入力した16進数文字列が例えば "31A" だったら、'3' という文字を 3 << 4 * 2 という値として、sum に足しこんでいます。即ち sum の値は 0（初期値）→0x300→0x310→0x31Aと変化しますね。

このやり方では16進数の中の「桁位置」を計算しなくてはなりません。しかし、文字列というものは、大抵先頭から順に処理できるものです（そして、そうしたやり方のほうが汎用性がある）から、桁位置がわからなくても構わない事が多いのです。

入力した16進数文字列が、例えば "31A"なら、スタートは先頭の'3'を数値3に変換する事です。
次に '1' に差し掛かった時点で、先ほどの 3 は、実は "31" という16進数の'3'だった、のだから、それを16倍して48 (== 0x30)にし、これに 1 を足して 49 (== 0x31)にします。
さらに'A'に差し掛かった時点で、また一桁大きくなるのだから 0x310 == 784 (== 49 * 16) に 'A'(== 10) を足す…。
このやり方だと sum の値は 0→0x3→0x31→0x31Aと変化します。

ここで、16倍する事を「4ビット左にシフト」する事で実現するのはお分かりですね。同様に、16倍する代りに10倍すれば10進数文字列を数値に変換できます。何進数でも基本的な手順は同じです。

つまり、先ほどの for 文は、
　　　for (i = 0; i < strlen(str); i++) {
　　　　　　tmp = AscToBin(*(str + i));
　　　　　　if (tmp == -1) 省略;
　　　　　　sum = (sum << 4) + tmp;
　　　}
と書き換えられます。いかがですか。

3. この for ループは、繰り返しの条件判定で strlen() を毎回呼び出す事が気になります。HexToBin()が呼ばれた時点で、入力された文字列が変化する事は無いのだから、呼び出すにしても関数の先頭で一度呼べば十分です。即ち
　　　len = strlen(str);
　　　for (i = 0; i < len; i++) {
とするのも手ですが、、、

Ｃ言語の文字列はヌル文字（'\0'）で終端する（最後にヌル文字がある）事をご存知ですか。入力した16進数の文字列も例外ではありません。この事を活かせば、上記のループは
　　　for (i = 0; *(str + i) != '\0'; i++) {
で回すことができます。strlen()を呼び出す必要がありません。

さらに、変数 i は配列の添字として働く（「*(str + i)」は「str[i]」と書き換えられる）が、str はポインタ「変数」なのだから、それを最大限活かすと、もはや変数 i も不要となり
　　　while (*str) { /* ←「while (*str != '\0') {」と同じ */
　　　　　　tmp = AscToBin(*str++);
　　　　　　...
のような書き方ができます。これはＣ言語らしい簡潔な書き方ですから、少しずつ慣れる事をお奨めします。

[ichitarou]

返信が遅くなってしまい申し訳ありません！

やりようでこんなに短くなるのですね…
別の問題でもfor、ifを入れ子だらけ状態になってしまったり、
本当に「ぐちゃぐちゃ」状態で自分の知識、発想力不足に大変悔しい思いをしております…(;_;)
早速、ご紹介いただいた方法で試してみたいと思います！

少しでも短くわかりやすく綺麗に済ませられるよう、訓練、精進したいと思います！
お時間を割いてこんなにも詳しく説明して下さり、本当にありがとうございます！！