md/js/进制转换采坑.md

在javaScript中进制转换

1. 前言

1. 问题描述

  在某次使用js操作innfos机器人时,使用udp进行连接后需要发送机械臂位置实现位置控制,innfos使用16进制编码进行通信.数据需要转换为32位进行发送。

  初始方案使用js自带的函数进行类型转换，将计算结果直接进行toString操作,传入参数16告诉转换为16进制值，直接使用toString函数转换成的hex进制字符串会出现一些问题.印象比较深刻的问题是转换数值在某些情况下会出现首字为0,在该情况下js会自动忽略0. 需要手动在前方进行添加 0

// 比如要转换的值为15时,会返回F 但是进行通信需要的数据为 0F 
(15).toString(16);// F

  该方法转换正整数时可以正常工作,但是转换负整数时无法正常工作.当时排查了很久,后面发现是该方法转换负整数时转换为了有符号数,会在数据前方添加一个负数符号即-。当时想的是直接移除负号，但是效果根本不行，移除负号就是正数了。当时找了许久。并没有直接找到方案

//比如 -987654 转换为16进制 "-f1206"
(-987654).toString(16)//> "-f1206"

解决问题

1. 解决思路

  首先得清楚为什么会这样,在js中使用的是有32位符号数,当时我用win计算器应该是64位的,找出了一些规律.但是我要通信的对象使用的是32位无符号数,尝试使用win的计算器生成的16进制值发送是可行的.于是问题变为了在js中如何生成32位无符号16进制数了.

[!tip] 此处需要了解一下 计算机补码@张子秋 ,从搜索引擎直接搜索的看着有点蒙逼,这个博文的看着要稍微舒服一点. 字体清晰一点 也可以参考一下,如果可以的话 无符号数wiki

  根据我的粗俗理解,缝合一下理论就是,无符号数将会在数据前面用一位来专门表示正数还是负数.所以n位的无符号数能表示的最大正整数值y为 $y=2^n/2-1$ 根据该公式发现无符号数的最大值只有位数的一半还要少1。有一半空间用来存储负整数。比如16位有符号数,可以表示-32768~32767之间的任意整数,如果是16位无符号数可以表示0~65535之间的整数。例如，在16位有符号数中，0xFFFF表示-1，但在16位无符号数中0xFFFF表示65535,可以依次获取-2,以及-3的值,发现可以使用目标位数的最大值来减去目标值来获取一个负数的16进制值。参考无符号数wiki

  那么:2的16次方为65536,最大的负整数数从-1开始.那么可以通过65536来加上负数来得到对应的无符号数的10进制值.

  例如:在16位有符号数中的-1,转换为16进制值. 65536+(-1) = 65535 将65535转换为16进制值可以得到 0xFFFF

1. 具体代码

根据上方分析可以获取一个函数

[!warning] 代码将一步步来解决问题

简单版本

易读版本

function toHex(n,number){
    if(number<0){
        // 如果是负数则获取指定位数n的最大位数的值(比可表示数的最大值还要多1),因为0不算是负数所以可以直接拿理论最大值去减
        let tmpNumber = Math.pow(2,n) + number
        return tmpNumber.toString(16)
    }else{
        // 如果当前数为正数则直接调用正常的转16进制逻辑
        return number.toString(16)
    }
}

爽就完事版本

function toHex(n,number){return (number<0?Math.pow(2,n)+number:number).toString(16)}

根据上方的代码可以在大部分情况下获得正确的16进制值,但是在某些场景下面则无法正常获取16进制值 例如: 串口通信时会出现 0f 0a ff 之类的指令,但是根据上方生成的16进制值会自动忽略掉最前方的 0,比如值为1时需要01,

将代码小小升级一下,前方自动补充0

易读版本

function toHex(n,number){
    let hexStr,resultHex;
    if(number<0){
        // 如果是负数则获取指定位数n的最大位数的值(比可表示数的最大值还要多1),因为0不算是负数所以可以直接拿理论最大值去减
        let tmpNumber = Math.pow(2,n) + number
        hexStr = tmpNumber.toString(16)
    }else{
        // 如果当前数为正数则直接调用正常的转16进制逻辑
        hexStr = number.toString(16)
    }
    //判断字符串长度是否能直接被2整除
    if((hexStr.length%2)==1){
        resultHex = '0' + hexStr;
    }else{
         // 如果获取到的16进制字符串长度正好可以将2整除,则表示前面的0没有被忽略
        resultHex = hexStr;
    }
    return resultHex;
}

爽就完事版本

// 还是有变量啊......
function toHex(n,number){let t =(number<0?Math.pow(2,n)+number:number).toString(16);return t.length%2?'0'+t:t}