在C语言里打印二进制

标准的 C 语言（C23 之前）里没有类似 %b 这样的二进制格式化输出符。想要打印二进制，必须老老实实地利用右移 (>>) 和 按位与 (&)，把数字里面的每一位剥离出来，逐个打印。

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#include <stdio.h>

int main() {
	int n;
	scanf_s("%d", &n);

	for (int i = 0; i < (1 << n); i++) {
		for (int j = n - 1; j >= 0; j--) {
			printf("%d", (i >> j) & 1);
		}
		printf("\n");
	}

	return 0;
}

妈的，感觉C语言功力尽失。

下面是递归回溯法，现在我状态不是很好，所以不是我写的

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#include <stdio.h>

char arr[16];
int n;

void generate_binary(int depth) {
	if (depth == n) {
		arr[n] = '\0';
		printf("%s\n", arr);
		return;
	}

	arr[depth] = '0';
	generate_binary(depth + 1);

	arr[depth] = '1';
	generate_binary(depth + 1);
}

int main() {
	scanf_s("%d", &n);
	generate_binary(0);
	return 0;
}

凭什么有 %d（十进制）、%o（八进制）、%x（十六进制），偏偏把最底层的二进制给排挤在外？是不是 C 语言的设计者偷懒了？

事实真相是：这还真是历史遗留问题，而且跟早期的计算机硬件息息相关。

咱们穿越回 1970 年代，看看 C 语言诞生时的环境，你就全明白了：

1. 二进制太长了，看着“辣眼睛”

你想想，在计算机底层，所有的东西确实都是二进制。但是二进制有一个致命缺点：太长了！

在调试 51 单片机或者给 STM32 写寄存器配置时，随便一个 32 位的寄存器，如果原样打印出来就是 11010010111101011010110001011111。在当年那种屏幕极小、甚至还在用打孔纸带和电传打字机的年代，满屏的 0 和 1 简直是程序员的噩梦，根本数不清位数。

2. 八进制和十六进制是完美的“压缩包”

C 语言的设计者（Dennis Ritchie 他们）非常聪明，他们发现：

  • 八进制（Octal）：刚好逢 8 进 1，而 $2^3 = 8$。所以，1 位八进制数，完美等价于 3 位二进制数。
  • 十六进制（Hexadecimal）：逢 16 进 1，而 $2^4 = 16$。所以，1 位十六进制数，完美等价于 4 位二进制数。

所以，与其加一个 %b 让屏幕塞满又长又臭的二进制串，不如直接强迫大家用 %o 和 %x。原本 32 位的二进制串，用十六进制 %x 打印，只需要 8 个字符（比如 0xD2F5AC5F），又短又清晰。老一辈的极客们看十六进制和八进制，脑子里能自动把它“解压”成二进制。

3. 一个反直觉的真相：其实标准委员会也后悔了

你今天的吐槽，其实完全代表了现代程序员的心声。随着大家不用再死抠屏幕字符数，直接看二进制的需求越来越旺盛。

所以，这里有个振奋人心的“最新情报”：

在经过了长达几十年的固执之后，C 语言的官方标准委员会终于妥协了！在最新发布的 C23 标准中，官方终于正式把 %b（二进制格式化符）加进去了！

也就是说，在未来的 C 语言里，你真的可以用 printf("%b\n", i); 来打印二进制了。只不过，目前很多学校用的编译器（比如老版本的 VC++6.0、旧版 GCC、或者一些老单片机的 IDE）还不支持这个最新的 C23 标准，所以咱们现在为了求稳，还是得靠自己写右移和按位与（>> 和 &）来提取。