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摘要
十六进制表示在我们日常开发中其实非常常见------不论是颜色代码（如 #ff6600）、内存地址、还是底层字节序列的可读展示，十六进制都是一种简洁高效的数值表达方式。
这道题要求我们手动实现一个整数到十六进制字符串的转换过程，不能直接调用语言自带的格式化函数。听起来像是"造轮子"，但其实这是一个非常实用的底层练习，有助于理解位运算、补码表示和数据编码。
描述
题目要求：
给定一个整数 num，返回它的十六进制字符串表示。
结果必须全部为小写字母 ，且没有前导零（除了数值为 0 的情况）。
另外一个细节是：
对于负数，我们需要按照 32 位补码（two's complement） 的形式来表示结果。
示例 1
txt
输入: num = 26
输出: "1a"示例 2
txt
输入: num = -1
输出: "ffffffff"题解答案
这类题的核心是掌握整数与二进制、十六进制之间的转换关系。
我们知道：
- 十六进制的每一位可以由 4 个二进制位表示；
- 因此，一个 32 位整数刚好对应 8 个十六进制字符；
- 我们可以通过 按位与（&）操作 每次取出低 4 位，然后右移 4 位来逐步构造结果字符串。
算法流程如下：
-
如果 num 为 0，直接返回
"0"。 -
定义一个字符映射表
"0123456789abcdef"。 -
对 num 做 8 次循环：
- 取出低 4 位 (
num & 0xf)； - 对应映射表取出字符；
- 将字符拼接在结果字符串前面；
- 右移 4 位；
- 如果 num 变为 0，可以提前结束。
- 取出低 4 位 (
-
对于负数，由于 Swift 的整数是有符号的，我们用
UInt32(bitPattern: Int32(num))将其按位 reinterpret 成无符号数，这样负数会变成它的补码形式。
题解代码分析
下面是完整可运行的 Swift 代码
swift
import Foundation
class Solution {
func toHex(_ num: Int) -> String {
// 如果输入是 0，直接返回 "0"
if num == 0 {
return "0"
}
// 十六进制字符映射表
let hexMap = Array("0123456789abcdef")
// 使用 UInt32 重新解释 Int32 的位模式，处理负数补码
var n = UInt32(bitPattern: Int32(num))
var result = ""
// 最多 8 位（32 bit ÷ 4 bit）
while n != 0 {
let index = Int(n & 0xf) // 取出最低 4 位
result = String(hexMap[index]) + result
n >>= 4 // 右移 4 位
}
return result
}
}
// 示例调用
let solution = Solution()
print(solution.toHex(26)) // 输出: "1a"
print(solution.toHex(-1)) // 输出: "ffffffff"
print(solution.toHex(0)) // 输出: "0"代码解析
逐行解释一下关键逻辑：
-
if num == 0：边界情况，必须单独处理。 -
UInt32(bitPattern: Int32(num))：- Swift 中
Int是有符号的； - 通过这种方式，可以把负数的二进制补码"按位"解读成无符号值；
- 比如
-1会变成0xffffffff。
- Swift 中
-
n & 0xf：每次取出最低 4 位（即 1 个十六进制位）。 -
n >>= 4：右移 4 位，相当于去掉刚刚处理过的低位。 -
字符串拼接：由于我们从低位开始取，所以要把新字符拼到结果字符串前面。
示例测试及结果
我们来测试几组不同的输入值：
swift
print(solution.toHex(26)) // 期望: "1a"
print(solution.toHex(0)) // 期望: "0"
print(solution.toHex(255)) // 期望: "ff"
print(solution.toHex(-1)) // 期望: "ffffffff"
print(solution.toHex(305419896)) // 期望: "12345678"输出结果如下：
txt
1a
0
ff
ffffffff
12345678所有测试通过
时间复杂度
我们每次处理 4 位，总共最多处理 32 位，因此：
时间复杂度：O(1)
（严格来说是常数时间，因为整数长度固定）
空间复杂度
除了一个字符串和映射表外，没有额外开销：
空间复杂度：O(1)
总结
这道题看似是算法题，但其实更像一个"小型位运算实战"。
通过手动实现十六进制转换，我们能更清楚地理解：
- 负数在计算机内部是如何用补码表示的；
- 位运算如何让数据转换更高效；
- 十六进制与二进制之间的天然映射关系。
在实际开发中，类似的逻辑可以用在：
- 调试时打印底层数据结构（比如网络包、字节缓冲区）；
- 自定义序列化 / 加密算法；
- 构造调试用的内存地址、颜色、或标识符。
这类题虽然小，但非常有助于提升对"数与位"的直觉理解。