ASC与HEX之间的转换

ASC与HEX之间的转换

         有这么两个函数：

函数	原型	功能	返回值	参数	备注
hex2asc	__int16 hex2asc(unsigned char *strhex,unsigned char *strasc,__int16 length);	字符串转换函数，十六进制字符转换成普通字符	成功则返回 0，否则返回非0	strhex：要转换的字符 strasc：转换后的字符 length：字符strasc的长度	长转短
asc2hex	__int16 asc2hex(unsigned char *strasc,unsigned char *strhex,__int16 length);	字符串转换函数，普通字符转换成十六进制字符	成功则返回0，否则返回非0	strasc：要转换的字符 strhex：转换后的字符 length：字符strasc的长度	短转长

         我们首先对这两个函数进行的测试如下：

// hex2asc和asc2hex的测试程序
#include "dculd.h"
#include <iostream>
using namespace std;

#pragma comment(lib, "dculd.lib")

int main()
{
    unsigned char strhex[101] = "0123456789ABCDEF";
    //unsigned char strhex[101] = "0123456789ABCD8";
    unsigned char strasc[101] = {0};

    hex2asc(strhex, strasc, 8);

    cout << "strhex: " << strhex << endl;
    cout << strlen((const char*)strhex) << endl;
    cout << strasc << endl;
    cout << strlen((const char*)strasc) << endl;

    cout << endl << "strasc DEC: ";
    for (int i = 0; i < strlen((const char*)strasc); ++i)
    {
        cout << dec << (int)strasc[i] << ' ';
    }

    cout << endl << "strasc HEX: ";
    for (int i = 0; i < strlen((const char*)strasc); ++i)
    {
        cout << hex << "0x" << (int)strasc[i] << ' ';
    }
    cout << endl;


    cout << endl;
    unsigned char strhex_2[101] = {0};
    asc2hex(strasc, strhex_2, 8);
    cout << "strhex_2: " << strhex_2 << endl;

    return 0;
}

         hex2asc和asc2hex这两个函数本质上都是字符串转换函数。其中，hex2asc的被转化参数strhex为字符串”0123456789ABCDEF”，该字符串表示的是十六进制的值，每个元素相当于4个bit的值，所以每两位相当于一个byte。该字符串每个元素的取值范围为0~9和A~F，总共16个值，即16进制的16个数字。

         转换后的参数strasc为字符串” #Eg壂惋”，该字符串的长度为8，每个元素的ASCII值为：

十进制：1 35 69 103 137 171 205 239

十六进制：0x1 0x23 0x45 0x67 0x89 0xab 0xcd 0xef

         具体转换的规则为strhex中的两个元素的字符串所代表的十六进制数，转换为一个byte的ASCII值，然后将其存储到strasc中，所以strhex的长度为strasc长度的两倍。

         相应地，asc2hex函数是将strasc字符串中每个元素实际的ASCII值以十六进制的形式转换为字符串，即用strhex存储。

         这里的转换是用的十六进制，strhex中的字符串都是以十六进制的形式存在，因为每个元素的值为0~9和A~F，所以hex2asc函数中的转换操作必须是16进制的处理。asc2hex中也必须是十六进制的处理，如果改用十进制、八进制等其他进制操作，转换后的strhex中的字符必定与原来的strhex不同，并且元素个数也有可能不同。

         关于为什么使用十六进制，这是我们预先规定的。如果不涉及A~F的字符，完全可以用十进制进行操作。

         另一个问题是为什么要进行hex和asc之间的转换？hex更便于程序员自身识别，而asc更便于计算机识别，所以为了使得程序员更好的识别机器指令，在书写的时候才有strhex的形式进行书写，而非直接的strasc形式。机器执行字节码指令的时候必然需要strasc的形式，所以需要hex2asc函数进行相应的转换。asc2hex函数的作用是将机器返回的字节码数据更友好地呈现给程序员识别，所以需要将asc转换为hex的形式。通知hex2asc和asc2hex的转换，既有利于程序员的指令识别，也有利于机器的指令识别。

         另外，用字节存储十六进制的字符标识，可以节省空间，一个字节可以存储两个十六进制字符，如果感兴趣，可以阅读《字节存储数据》。

         一般情况下，一个指令字节是八位，必然对应于strhex中的2个元素，所以，strhex的长度一般情况下都是偶数的，对于基数的情况上述hex2asc函数会导致转换错误：

对于最后一个单独的元素’8’，hex2asc函数将其转换为字节：0x50，十进制的80，两个strhex元素对应于一个strasc元素，所以当strhex的长度为奇数时会存在这种情况。asc2hex函数不会存在这种问题，因为asc2hex是将strasc中的每个元素转换为strhex中的两个元素，不存在奇偶性的问题。

针对以上奇偶性的问题，我们队hex2asc进行相应的改进，使其可以处理strhex长度为奇数的情况，当然针对字节指令一般情况下不会存在这种问题，因为如果strhex长度为奇数，hex2asc应该返回错误信息。对hex2asc改进的同时，需要对asc2hex进行改进，使其可以处理strhex长度为奇数的情况。

另外，hex2asc和asc2hex第三个参数length是标识了字节指令的字节个数，即strasc和strhex都可以支撑length，也就是说strasc的长度大于等于length，strhex的长度大于等于length*2。在我们的实现代码中，length的意义有所改变，HexToAsc的length参数是指的转换strhex的元素个数，所以length可以为奇数。AscToHex的length参数是指的转换strasc的元素个数，length可以向原来的参数那样可以是偶数也可以是奇数。但是length的值在HexToAsc中需要小于等于strhex的元素个数，在AscToHex中需要小于等于strasc的元素个数，在两个函数中需要同时考虑处理strhex奇数长度的情况。

下面我们对hex2asc和asc2hex进行重新实现，具体代码如下：

// hex2asc和asc2hex的重实现，可以处理strhex长度为奇数的情况
#include <iostream>
using namespace std;

// 将a~f转换为A~F
unsigned char ToUpperHex(unsigned char& ch)
{
    if (ch >= 'a' && ch <= 'f')
    {
        ch = 'A' + ch - 'a';
    }
    return ch;
}

// 检测ch是否为十六进制字符
bool IsHex(unsigned char ch)
{
    return ch >= '0' && ch <= '9' || ch >= 'A' && ch <= 'F' || ch >= 'a' && ch <= 'f';
}

int HexVal(unsigned char ch)
{
    if (ch >= '0' && ch <= '9')
    {
        return ch - '0';
    }
    else if (ch >= 'A' && ch <= 'F')
    {
        return 10 + ch - 'A';
    }
    else if (ch >= 'a' && ch < 'f')
    {
        return 10 + ch - 'a';
    }
    else
    {
        return -1;
    }
}

unsigned char ValHex(int val)
{
    if (val >= 0 && val <= 9)
    {
        return val + '0';
    }
    else if (val >= 10 && val <= 15)
    {
        return val - 10 + 'A';
    }
    else
    {
        return '$';
    }
}

int HexToAsc(unsigned char* strhex, unsigned char* strasc, int length)
{
    //if (length % 2 == 1) // length表示转换strhex的元素个数，如果严格要求只能转换偶数个，这里可以进行判断
    //{
    //    return -1;
    //}
    if (length > strlen((const char*)strhex))
    {
        length = strlen((const char*)strhex);
    }

    // 检测strhex是否合法，是否存在非0~9、A~F、a~f字符
    for (auto i = 0; i != length; ++i)
    {
        if (!IsHex(strhex[i]))
        {
            return -2;
        }
    }

    // 以下for-if结构可以同时处理奇偶的情况
    int pos = 0, i = 0;
    for (i = 0; i < length - 1; i += 2)
    {
        unsigned char tmp = HexVal(strhex[i]) * 16 + HexVal(strhex[i + 1]);
        strasc[pos++] = tmp;
    }
    if (i == length - 1)
    {
        unsigned char tmp = HexVal(strhex[i]) * 16;
        strasc[pos++] = tmp;
        
        // 用来标识length的奇偶，这里是奇数
        strasc[pos++] = 1;
    }
    else
    {
        // 用来标识length的就，这里偶数
        strasc[pos++] = 2;
    }
    strasc[pos++] = 0;
    return 0;
}

int AscToHex(unsigned char* strasc, unsigned char* strhex, int length)
{
    length = length <= strlen((const char*)strasc) - 1 ? length : strlen((const char*)strasc) - 1;

    // strasc中的元素不存在合不合法的情况，所以不做检测

    int i = 0, pos = 0;
    for (i = 0; i < length - 1; ++i) // 这里先处理length-1个字符，第length个字符后续处理，因为需要考虑奇偶的情况
    {
        strhex[pos++] = ValHex(strasc[i] / 16);
        strhex[pos++] = ValHex(strasc[i] % 16);
    }

    if (strasc[strlen((const char*)strasc) - 1] == 1) // 奇数的情况
    {
        strhex[pos++] = ValHex(strasc[length - 1] / 16);
    }
    else if (strasc[strlen((const char*)strasc) - 1] == 2) // 偶数的情况
    {
        strhex[pos++] = ValHex(strasc[length - 1] / 16);
        strhex[pos++] = ValHex(strasc[length - 1] % 16);
    }

    strhex[pos++] = 0;
    return 0;
}

int main()
{
    unsigned char strhex[101] = "0123456789ABCDEF";
    //unsigned char strhex[101] = "0123456789ABCD8";
    unsigned char strasc[101] = {0};

    HexToAsc(strhex, strasc, 16); // 这里的16标识的是转换strhex的元素个数
    //HexToAsc(strhex, strasc, 15); // 这里的15标识的是转换strhex的元素个数

    cout << "strhex: " << strhex << endl;
    cout << strlen((const char*)strhex) << endl;
    cout << strasc << endl;
    cout << strlen((const char*)strasc) << endl;

    cout << endl << "strasc DEC: ";
    for (int i = 0; i < strlen((const char*)strasc); ++i)
    {
        cout << dec << (int)strasc[i] << ' ';
    }

    cout << endl << "strasc HEX: ";
    for (int i = 0; i < strlen((const char*)strasc); ++i)
    {
        cout << hex << "0x" << (int)strasc[i] << ' ';
    }
    cout << endl;


    cout << endl;
    unsigned char strhex_2[101] = {0};
    AscToHex(strasc, strhex_2, 8); // 这里的8标识的是转换strasc的元素个数
    cout << "strhex_2: " << strhex_2 << endl;

    return 0;
} 

         以上是针对length值为偶数的情况。如果length为奇数，我们有如下测试：

         从测试中，我们可以看出，即便是转换奇数个strhex元素的情况，我们也可以照常进行处理。下面是我们对程序的说明：

         这是我们的函数原型，其中length参数在HexToAsc中我们指代的是转换strhex的元素个数，既可以是偶数也可以是奇数。AscToHex中的length参数是标识转换strasc的元素个数，可以是偶数也可以是奇数。

int HexToAsc(unsigned char* strhex, unsigned char* strasc, int length);

int AscToHex(unsigned char* strasc, unsigned char* strhex, int length);

         程序中我们定义了一下几个函数：

         ToUpperHex，用来将a~f转换为A~F，我们并没有用到该函数。

         IsHex，用来检测strhex的合法性。

         HexVal，用来得到十六进制字符的实际值。

         ValHex，用来根据实际值得到十六进制的字符，这里都是转换为A~F字符，而非a~f。

         HexToAsc函数中，我们首先检测length的长度，如果大于strhex的长度，则将其更改为strhex的长度，然后检测strhex的合法性。根据for-if-else结构来处理length奇偶数的情况。我们在strasc最后一位设定了一个标识元素，用来标识length的奇偶性。该标识在AscToHex函数转换中也要用到。

         AscToHex函数一开始也要检测length的长度，由于strasc最后一个元素是标示了奇偶性，所以我们需要检测length与strasc长度减一的关系。然后我们对0到length-2元素进行诸位转换，针对length-1元素，我们需要判断strasc最后一个元素的标识，根据其标识的奇偶性来进行转换。

         通过我们重实现的HexToAsc和AscToHex，我们可以正常的处理转换strhex元素个数为奇数的情况。

         需要注意的一点是，length参数标注的是要转换的元素个数，如果大于原来的元素个数，则全部转换，如果小于，则只转换length个元素。