VLSIなアレ

convert.rb

# vim:set fileencoding=utf-8:
Point = 5   # 固定小数点の位置

def convert_2_to_10 bit_array
  # 2進数複素数列から10進数複素数へ変換。
  # bit_array は [String] を想定。Stringはsize1。

  real_sign, real           = convert_sign_2(bit_array[0..15])
  imaginary_sign, imaginary = convert_sign_2(bit_array[16..32])

  real      = _convert_2_to_10(real)
  imaginary = _convert_2_to_10(imaginary)

  real_sign + real.to_s + ", " + imaginary_sign + imaginary.to_s
end

def _convert_2_to_10 bit_array
  # 実部虚部関係無く、16ビット長の2進列を10進に変換する
  # 符号は考慮しない
  weight_array = 0.upto(15).map{|a|2**(Point-a)}
  bit_array    = bit_array.zip(weight_array)
  bit_array    = bit_array.map{|(a,b)| a.to_f * b.to_f}.inject(:+)
end

def convert_sign_2 bit_array
  # 2進数列を符号と絶対値の2進列に変換する
  # [符号, 絶対値配列] を返す
  sign = "+"
  if bit_array[0] == "1"
    # 符号ビットが負なら反転
    sign = "-"
    bit_array = bit_array.map{|a| a == "1" ? "0" : "1"}

    # プラス1する
    carry = "1"
    bit_array = bit_array.reverse.map do |a| 
      case [a, carry]
      when ["0", "1"]
        carry = "0" ; "1" 
      when ["1", "1"]
        carry = "1" ; "0" 
      else
        # 桁上げ無しの時。そのまま
        a
      end
    end
    bit_array.reverse!
  end

  [sign, bit_array]
end

def convert_10_to_2 complex_str
  # 10進数複素数から2進数複素数列へ変換
  real, imaginary = complex_str.split(",").map{|a|a.gsub(" ","")}

  real      = _convert_10_to_2(convert_sign_10(real))
  imaginary = _convert_10_to_2(convert_sign_10(imaginary))
  
  real.join + imaginary.join
end

def _convert_10_to_2 sign_and_str
  # "符号 10進数" から2進数列へ変換する
  sign  = sign_and_str.first
  value = sign_and_str.last.to_f
  weight_array = 0.upto(15).map{|a|2**(Point-a)}

  bit_array = []

  # 絶対値から2進列を作る
  weight_array.each do |w|
    if value >= w
      value -= w
      bit_array << "1"
    else
      bit_array << "0"
    end
  end
  __convert_10_to_2(sign, bit_array)
end

def __convert_10_to_2 sign, bit_array
  # 符号と2進数列から2進数を返す (必要に応じて2の補数を取る)
  # convert_sign_2 を少し流用(桁上げがしたかった)
  
  (sign == "-") ?  bit_array[0] =  "1" : bit_array[0] =  "0"

  bit_array = convert_sign_2(bit_array).last

  (sign == "-") ?  bit_array[0] =  "1" : bit_array[0] =  "0"

  bit_array
end

def convert_sign_10 str
  # 符号と絶対値に分ける
  if str.include?("-")
    return ["-", str.gsub("-","")]
  else
    return ["+", str.gsub("+","")]
  end
end

# puts convert_2_to_10("00000010000000001111111000000000".chars.to_a)
# puts convert_2_to_10("11111110000000000000001000000000".chars.to_a)
# puts convert_10_to_2("0.5,-0.5")
# puts convert_10_to_2("-0.5,0.5")
# puts convert_10_to_2(convert_2_to_10("00000010000000001111111000000000".chars.to_a))
# puts convert_10_to_2(convert_2_to_10("11111110000000000000001000000000".chars.to_a))
# puts convert_2_to_10(convert_10_to_2("0.5,-0.5").chars.to_a)
# puts convert_2_to_10(convert_10_to_2("-0.5,0.5").chars.to_a)
 
DATA.each do |l|
  puts l
end

print "> "

while data = gets
  data = data.chomp
  if data.size == 32 && data.chars.all?{|d| d == "0" || d == "1"}
    # 2進数列とみなした時
    puts convert_2_to_10(data.chars.to_a)
  elsif data.include?(",") && data.split(",").size == 2
    puts convert_10_to_2(data)
  else
    puts "たぶんフォーマット違います。"
  end
  print "> "
end

__END__
VLSIな固定小数の 2進数 <-> 10進数相互変換。
2進数は 0と1のみの32個を食わせればOK.
10進数は実部と虚部を "," 区切りで食わせればOK.
たぶん動く。なんかミスってたら残念ということで。
範囲外に出たときのチェックとかはしてないのでその辺何か問題ありそう。
えーっと、ご利用は自己責任で、ってことで。

例はこんな感じ。
> -0.5,0.5
> 00000010000000001111111000000000

memo.txt

convert.rb をダウンロードして
ruby convert.rb 
くらいで動くはず。動かなくても泣かない。バグってても泣かない。
とりあえずいわゆる自己責任ってやつで。


既知のバグ
・10進数 -> 2進数変換の時に -0 とかを入れると変な値が出る