Lua中如何将字符串形式的16位有符号二进制转换为十进制？

Lua的tonumber(bin_str, 2)会将16位二进制字符串解析为无符号整数，要处理有符号的情况，你可以通过以下两种方式实现：

方法一：补码公式计算 #

利用16位有符号数的补码规则，当最高位为1时，对应的十进制数等于无符号值减去2^16（即65536）：

function signed16_bin_to_dec(bin_str)
    -- 校验输入是否为16位二进制字符串
    assert(#bin_str == 16, "输入必须是16位二进制字符串")
    local unsigned_val = tonumber(bin_str, 2)
    -- 判断符号位（第一位）
    if bin_str:sub(1, 1) == '1' then
        return unsigned_val - 65536
    else
        return unsigned_val
    end
end

-- 测试用例
print(signed16_bin_to_dec("1111111111111111")) -- 输出 -1
print(signed16_bin_to_dec("1000000000000000")) -- 输出 -32768
print(signed16_bin_to_dec("0111111111111111")) -- 输出 32767

方法二：位运算符号扩展 #

如果你的Lua版本支持位运算（Lua 5.3+ 或通过bit32库），可以用算术右移实现符号扩展，自动转换为有符号数：

Lua 5.3+ 版本 #

function signed16_bin_to_dec(bin_str)
    local num = tonumber(bin_str, 2)
    -- 算术右移16位后再左移，完成符号扩展
    return (num >> 16) * 65536 + num
end

Lua 5.1 版本（需加载bit32库） #

require 'bit32'
function signed16_bin_to_dec(bin_str)
    local num = tonumber(bin_str, 2)
    return bit32.arshift(num, 16) * 65536 + num
end

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cobdmg