C++で整数を16進数文字列に変換する方法

整数が与えられたとき、それを16進数の文字列に変換するアルゴリズムを設計します。負の数を扱う場合は、2の補数（two's complement）の方式を用いて処理します。

例えば、入力が 254 と -12 であれば、出力はそれぞれ「fe」と「fffffff4」になります。

解法のアルゴリズム

この問題は、以下の手順に従って解くことができます。

• num1 が 0 と等しい場合は、「0」を返します。
• num := num1 とします。
• s := 空の文字列 とします。
• num が 0 でない間、次の処理を繰り返します。
  • temp := num mod 16（num を 16 で割った余り）とします。
  • temp が 9 以下の場合は、temp を数値文字（'0'〜'9'）として s に連結します。
  • それ以外の場合は、temp をアルファベット（'a'〜'f'）として s に連結します。
  • num := num / 16 とします。
• 文字列 s を反転します。
• s を返します。

この実装のポイントは、負の数を unsigned int（u_int）にキャストしている点です。これにより、負の数は自動的に2の補数表現のビットパターンとして扱われるため、正の数と同じ除算・剰余算の処理で16進数への変換が可能になります。また、ASCIIコードでは「'0'」が48、「'a'」が97であるため、temp が 9 以下のときは「48 + temp」、10 以上のときは「87 + temp」（'a' - 10 = 87）を加算することで、対応する文字を簡単に求められます。

実装例

理解を深めるために、以下のC++による実装を見てみましょう。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Solution {
public:
    string toHex(int num1){
        if (num1 == 0)
            return "0";
        u_int num = num1;
        string s = "";
        while (num) {
            int temp = num % 16;
            if (temp <= 9)
                s += (48 + temp);
            else
                s += (87 + temp);
            num = num / 16;
        }
        reverse(s.begin(), s.end());
        return s;
    }
};
main(){
    Solution ob;
    cout << (ob.toHex(254)) << endl;
    cout << (ob.toHex(-12));
}

入力

254
-12

出力

fe
fffffff4