关于C#转换二进制所引起的一些思考

1. 什么是二进制

二进制是一种数学计数系统，通过仅使用 0 和 1 这两个数字来表示所有数字和字符。它是计算机中最基本、最常用的一种数值系统。在计算机的世界中，所有的数据都是以二进制的形式存储和传输的。

2. C#中的二进制转换

用C#将数据转换为二进制以及从二进制中解析数据非常简单。C#提供了许多内置方法来执行这些操作。

2.1 将整数转换为二进制

可以使用 Convert.ToString 方法将整数转换为一个长度为32的二进制字符串。

int num = 10;
string binary = Convert.ToString(num, 2); // 转化为二进制字符串
Console.WriteLine(binary); // 输出 "1010"

2.2 将二进制转换为整数

将二进制字符串转换为整数需要使用 Convert.ToInt32 方法，该方法接受两个参数：

1. 二进制字符串；
2. 整数格式，通常为二进制格式。

string binary = "1010";
int num = Convert.ToInt32(binary, 2); // 转换为整数
Console.WriteLine(num); // 输出 "10"

3. C#中二进制转换所引起的一些思考

在 C# 中，二进制转换可能会引起一些误解。一个常见的误解是在二进制字符串中加上一个前导零来强制其具有指定的位数。例如，如果要将一个整数转换为一个8位的二进制字符串，则可以在二进制字符串中添加前导零 '0' 。

int num = 10;
string binary = Convert.ToString(num, 2).PadLeft(8, '0');
Console.WriteLine(binary); // 输出 "00001010"

但是，这种方法可能会产生“非预期的”结果。例如，假设要将一个无符号字节转换为一个16位的二进制字符串：

byte b = 0xFF;
string binary = Convert.ToString(b, 2).PadLeft(16, '0');
Console.WriteLine(binary); // 输出 "1111111111111111"

结果并不是预期的！实际上，这在计算机领域被称为“符号扩展”，其中最高位（左侧）的位被填充了 1，而不是 0。如果您尝试将该字符串转换回一个无符号字节，您将得到以下结果：

byte b = Convert.ToByte("1111111111111111", 2);
Console.WriteLine(b); // 输出 "255"

这种结果很难解释。这里的问题在于，ToByte 方法默认认为二进制字符串是符号扩展的。为避免这种情况，可以使用 ToString() 方法来转换成指定长度的二进制字符串。

byte b = 0xFF;
string binary = b.ToString("X2"); // 转换为 16 进制
Console.WriteLine(binary); // 输出 "FF"

其它转换可以使用同样的方法进行。

4. 示例说明

4.1 示例1：将十进制数转换为二进制

int num = 123;
string binary = Convert.ToString(num, 2);
Console.WriteLine(binary); // 输出 "1111011"

4.2 示例2：将二进制转换为十进制

string binary = "10110";
int num = Convert.ToInt32(binary, 2);
Console.WriteLine(num); // 输出 "22"

结论

在 C# 中，转换二进制可以使用很多内置的方法实现，但在转换过程中要注意一些细节问题，避免出现错误的结果。