using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace ConverterAndPrecisionDemo
{
? ? class Program
? ? {
? ? ? ? static void Main(string[] args)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? //參考博客：https://blog.csdn.net/zhengyanan815/article/details/78550073
? ? ? ? ? ? //小數點后面：4個位占用一個數字【十進制9就是1001】
? ? ? ? ? ? //符號位(Sign) : 0代表正，1代表為負【占1位】
? ? ? ? ? ? //指數位（Exponent）:用于存儲科學計數法中的指數數據，并且采用移位存儲【占8位】
? ? ? ? ? ? //尾數部分（Mantissa）：尾數部分【占23位】
? ? ? ? ? ? //單精度float:N共32位，其中S占1位，E占8位，M占23位。因此小數點后最多精確到23/4=6位?
? ? ? ? ? ? //雙精度double:N共32位，其中S占1位，E占11位，M占52位。因此小數點后最多精確到52/4=13位?
? ? ? ? ? ? //十進制小數的二進制表示：【法則--整數部分：除基取余，逆序拼接。小數部分：乘基取整，順序拼接】
? ? ? ? ? ? //整數部分：除以2，取出余數，商繼續除以2，直到得到0為止，將取出的余數逆序。可以使用棧Stack
? ? ? ? ? ? //小數部分：乘以2，然后取出整數部分，將剩下的小數部分繼續乘以2，然后再取整數部分，一直取到小數部分為零為止。如果永遠不為零，則按要求保留足夠位數的小數，最后一位做0舍1入。將取出的整數順序排列。可以使用隊列Queue
? ? ? ? ? ? float f = 123456.8125F;
? ? ? ? ? ? byte[] buffer = BitConverter.GetBytes(f);
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine("打印浮點數對應的4個字節：");
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine(string.Join(",", buffer));
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine($"【使用函數】{123456}對應的二進制：{ Convert.ToString(123456, 2)}");
? ? ? ? ? ? int num = 123456;
? ? ? ? ? ? Stack<int> stack = new Stack<int>();
? ? ? ? ? ? while (num != 0)
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? int cur = num % 2;
? ? ? ? ? ? ? ? stack.Push(cur);
? ? ? ? ? ? ? ? num = num / 2;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine($"【使用堆棧】{123456}對應的二進制：{ string.Join("", stack)}");
? ? ? ? ? ? int scale = 10;
? ? ? ? ? ? int index = 0;
? ? ? ? ? ? double d = 0.8125;
? ? ? ? ? ? Queue<int> queue = new Queue<int>();
? ? ? ? ? ? while (index < scale)
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? int cur = (int)(d * 2);
? ? ? ? ? ? ? ? queue.Enqueue(cur);
? ? ? ? ? ? ? ? d = d * 2 - cur;
? ? ? ? ? ? ? ? if (d == 0)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? break;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? index++;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine($"{0.8125}對應的二進制：{ string.Join("", queue)}");
? ? ? ? ? ? string binaryDisplay = string.Join("", stack) + "." + string.Join("", queue);
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine($"{123456.8125}對應的二進制為{binaryDisplay}");
? ? ? ? ? ? int dotIndex = binaryDisplay.IndexOf('.');
? ? ? ? ? ? //移除小數點后將小數點插入索引1的位置【即：小數點移動到索引1的位置】
? ? ? ? ? ? string scienceDisplay = binaryDisplay.Remove(dotIndex, 1).Insert(1, ".");
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine($"小數{123456.8125}對應的二進制科學計數為{scienceDisplay}×(2的{dotIndex - 1}次方)");
? ? ? ? ? ? string sign = (f > 0 ? "0" : "1");//符號位占用1位
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine($"符號位S：正數為0，負數為1。符號位是：{sign}");
? ? ? ? ? ? string exponent = Convert.ToString(127 + (dotIndex - 1), 2).PadLeft(8, '0');//指數位占用8位
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine($"指數位E:123456最高位為2的{dotIndex - 1}次方，指數為{dotIndex - 1}，因此指數位E的十進制值為【127+{dotIndex - 1}={127 + dotIndex - 1}】");
? ? ? ? ? ? //尾數部分：去除scienceDisplay開始的"1."，也就是字符串從索引2開始。并湊夠23位
? ? ? ? ? ? string mantissa = scienceDisplay.Substring(2).PadRight(23, '0');//尾數位占用23位
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine($"尾數位M:尾數部分M需要湊夠23位。為【{mantissa}】");
? ? ? ? ? ? string joinBits = sign + exponent + mantissa;//符號位占用1位+指數位占用8位+尾數位占用23位=32位
? ? ? ? ? ? byte[] bufferJoin = new byte[4];
? ? ? ? ? ? for (int i = 0; i < 4; i++)
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? bufferJoin[i] = Convert.ToByte(joinBits.Substring(8 * i, 8), 2);
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine("重新拼接形成的32位浮點數，對應的4個字節為：");
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine(string.Join(",", bufferJoin));
? ? ? ? ? ? byte[] reverseBuffer = bufferJoin.Reverse().ToArray();
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine("反轉數組bufferJoin的順序：重新打印我們會發現與浮點數原始的字節完全一致。注意：C#是低字節在前");
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine(string.Join(",", reverseBuffer));
? ? ? ? ? ? Console.ReadLine();
? ? ? ? }
? ? }
}