我怎样才能加快十六进制字符转换为二进制字符

Question

我已经有一个将十六进制字符（输入）转换为二进制字符（输出）的函数。对于少量数据（输入长度），它工作完美。但是当输入太大时，它 stuck/not 工作。可能是 strcat 花费了太多时间。有没有其他解决方案，所以我可以将大的十六进制输入字符转换为等效的二进制文件。我的函数是：

void fun_hex_ch_2bin(int len_hex_str,uint8_t *hex,uint8_t *bin){
  /* Extract first digit and find binary of each hex digit */
  int i=0,j=0;

   char array_hex[16]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','a','b','c','d','e','f'};
   uint8_t *new_hex=malloc(len_hex_str*2);
   char hex_char1,hex_char2;
   j=0;
   for(i=0;i<len_hex_str;i++)
   {
      hex_char1=array_hex[hex[i]&0x0f];
      hex_char2=array_hex[(hex[i]>>4)&0x0f];
      //printf("%c  %c\n",hex_char1,hex_char2);
      new_hex[j]=hex_char2;
      new_hex[j+1]=hex_char1;
      j=j+2;
   }

    for(i=0; i<len_hex_str*2; i++)
    {
        switch(new_hex[i])
        {
            case '0':
                strcat(bin, "0000");
                break;
            case '1':
                strcat(bin, "0001");
                break;
            case '2':
                strcat(bin, "0010");
                break;
            case '3':
                strcat(bin, "0011");
                break;
            case '4':
                strcat(bin, "0100");
                break;
            case '5':
                strcat(bin, "0101");
                break;
            case '6':
                strcat(bin, "0110");
                break;
            case '7':
                strcat(bin, "0111");
                break;
            case '8':
                strcat(bin, "1000");
                break;
            case '9':
                strcat(bin, "1001");
                break;
            case 'a':
            case 'A':
                strcat(bin, "1010");
                break;
            case 'b':
            case 'B':
                strcat(bin, "1011");
                break;
            case 'c':
            case 'C':
                strcat(bin, "1100");
                break;
            case 'd':
            case 'D':
                strcat(bin, "1101");
                break;
            case 'e':
            case 'E':
                strcat(bin, "1110");
                break;
            case 'f':
            case 'F':
                strcat(bin, "1111");
                break;
            default:
                printf("Invalid hexadecimal input.");
        }
    }

}

Answer 1

16 是 2 的幂，因此将其转换为二进制非常简单。每个十六进制数字恰好对应 4 个二进制数字 - 您可以相信这一事实。作为第一步，您需要将输入字符从 ASCII 转换为数值。如果字符在 '0' 和 '9' 之间，则一次传递输入十六进制字符串并减去 48 或如果字符在 'a' 和 'f' 之间减去 88（如果需要解释原因，请查看 ASCII table）。之后转换就很简单了——遍历十六进制数组，对于每个十六进制值，查看最后一位并进行下一位恰好 4 次，移动到下一个十六进制值并重复该过程。像这样：

int i = 0, j = 0;
while(i < len_hex_str)
{
   bin[j++]=hex[i] & 1;
   hex[i] >>= 1;
   if(j % 4 == 0) i++;
}

并且由于您似乎需要它的 ASCII 表示形式，只需传递输出字符串并将每个数字加 48。

Answer 2

只需使用 sprintf() 而不是 strcat()

char *bin; // points to a long enough buffer
int binlen = 0;
binlen += sprintf(bin + binlen, "something"); // strcat(bin, "something");
binlen += sprintf(bin + binlen, "otherthing"); // strcat(bin, "otherthing");
binlen += sprintf(bin + binlen, "foobar"); // strcat(bin, "foobar");
//...
// you can even do
binlen += sprintf(bin + binlen, "%.2f", 2.71828); // strcat(bin, "2.72");

Answer 3

How can i speed up hexadecimal characters conversion to binary characters (?)
May be strcat take too much time.

是的。每次调用 strcat() 花费的时间越来越长，因为代码没有利用已经转换的数据。

strcat() 需要 n 时间遍历第一个字符。

1st strcat call, n = 0    
2st strcat call, n = 8    
3rd strcat call, n = 16    
4th strcat call, n = 24
ith strcat call, n = 8*(i-1)

看看总和 (0+8+16+24+...) 如何随着 i 的增加而按 i*i 的顺序增加？

请注意，对 strcat(bin, ...) 的第一次调用是可疑的，因为 bin[0] 肯定不是空字符 - 连接到 字符串 时需要的东西。

Is there some alternate solution (?)

我建议重写。直接从 hex 读取为二进制并跳过中间转换为十六进制。

void fun_hex_ch_2bin(int len_hex_str, uint8_t *hex, uint8_t *bin) {
  while (len_hex_str > 0) {
    len_hex_str--;
    // Start with the MSBit
    for (uint8_t mask = 0x80; mask; mask >>=1) {
      *bin++ = mask & *hex ? '1' : '0';
    }
    hex++;
  }
  // Append a null character as `bin` is to point to a _string_.
  *bin = '[=11=]';
}

我希望 bin，因为 string 是 char* 而不是 unit8_t *.

我怎样才能加快十六进制字符转换为二进制字符

How can i speed up hexadecimal characters conversion to binary characters

c

hex

data-conversion