Crie uma rotina que utilize uma matriz de blocos em um sistema básico numérico e converta-os em uma matriz de blocos em outro sistema básico numérico. Os sistemas de e para são arbitrários e devem ser aceitos como parâmetro. A matriz de entrada pode ter um comprimento arbitrário (se estiver usando um idioma em que os comprimentos da matriz não sejam armazenados com a matriz, como C, um parâmetro de comprimento deverá ser passado para a função).

Eis como deve funcionar:

fromArray = [1, 1]
fromBase = 256
toBase = 16
result = convertBase(fromArray, fromBase, toBase);

O que deve retornar [0, 1, 0, 1]ou possivelmente [1, 0, 1](os principais à esquerda 0são opcionais, pois não alteram o valor da resposta).

Aqui estão alguns vetores de teste:

1. Vetor de teste de identidade

   fromArray = [1, 2, 3, 4]
   fromBase = 16
   toBase = 16
   result = [1, 2, 3, 4]
   

2. Vetor de teste trivial

   fromArray = [1, 0]
   fromBase = 10
   toBase = 100
   result = [10]
   

3. Vetor grande teste

   fromArray = [41, 15, 156, 123, 254, 156, 141, 2, 24]
   fromBase = 256
   toBase = 16
   result = [2, 9, 0, 15, 9, 12, 7, 11, 15, 14, 9, 12, 8, 13, 0, 2, 1, 8]
   

4. Vetor de teste realmente grande

   fromArray = [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
   fromBase = 2
   toBase = 10
   result = [1, 2, 3, 7, 9, 4, 0, 0, 3, 9, 2, 8, 5, 3, 8, 0, 2, 7, 4, 8, 9, 9, 1, 2, 4, 2, 2, 3]
   

5. Vetor base não uniforme

   fromArray = [41, 42, 43]
   fromBase = 256
   toBase = 36
   result = [1, 21, 29, 22, 3]
   

Outros critérios / regras:

1. Todas as variáveis ​​inteiras devem caber em um número inteiro assinado de 32 bits padrão para todos os intervalos de entrada sãos.

2. Você pode converter em uma representação intermediária, desde que o intermediário não seja nada além de uma matriz de números inteiros assinados em 32 bits.

3. Espere manipular bases de 2 a 256. Não há necessidade de oferecer suporte a bases mais altas do que isso (mas se você quiser, por todos os meios).

4. Espere lidar com tamanhos de entrada e saída de pelo menos até 1000 elementos. Uma solução que escala para 2 ^ 32-1 elementos seria melhor, mas 1000 é bom.

5. Não se trata necessariamente de ter o código mais curto que atenda a essas regras. É sobre ter o código mais limpo e elegante.

Agora, isso não é exatamente trivial, portanto, uma resposta que quase funcione pode ser aceita!

Pitão

# divides longnum src (in base src_base) by divisor
# returns a pair of (longnum dividend, remainder)
def divmod_long(src, src_base, divisor):
  dividend=[]
  remainder=0
  for d in src:
    (e, remainder) = divmod(d + remainder * src_base, divisor)
    if dividend or e: dividend += [e]
  return (dividend, remainder)

def convert(src, src_base, dst_base):
  result = []
  while src:
    (src, remainder) = divmod_long(src, src_base, dst_base)
    result = [remainder] + result
  return result

Aqui está uma solução Haskell

import Data.List
import Control.Monad

type Numeral = (Int, [Int])

swap              ::  (a,b) -> (b,a)
swap (x,y)        =   (y,x)

unfoldl           ::  (b -> Maybe (b,a)) -> b -> [a]
unfoldl f         =   reverse . unfoldr (fmap swap . f)

normalize         ::  Numeral -> Numeral
normalize (r,ds)  =   (r, dropWhile (==0) ds)

divModLongInt            ::  Numeral -> Int -> (Numeral,Int)
divModLongInt (r,dd) dv  =   let  divDigit c d = swap ((c*r+d) `divMod` dv)
                                  (remainder, quotient) = mapAccumR divDigit 0 (reverse dd)
                             in   (normalize (r,reverse quotient), remainder)

changeRadixLongInt       ::  Numeral -> Int -> Numeral
changeRadixLongInt n r'  =   (r', unfoldl produceDigit n)
  where  produceDigit  (_,[])   =  Nothing
         produceDigit  x        =  Just (divModLongInt x r')

changeRadix :: [Int] -> Int -> Int -> [Int]
changeRadix digits origBase newBase = snd $ changeRadixLongInt (origBase,digits) newBase

doLine line = let [(digits,rest0)] = reads line
                  [(origBase,rest1)] = reads rest0
                  [(newBase,rest2)] = reads rest1
              in show $ changeRadix digits origBase newBase

main = interact (unlines . map doLine . lines)

E executando os testes da pergunta:

$ ./a.out 
[1,2,3,4] 16 16
[1,2,3,4]
[1,0] 10 100
[10]
[41, 15, 156, 123, 254, 156, 141, 2, 24] 256 16
[2,9,0,15,9,12,7,11,15,14,9,12,8,13,0,2,1,8]
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1] 2 10
[1,2,3,7,9,4,0,0,3,9,2,8,5,3,8,0,2,7,4,8,9,9,1,2,4,2,2,3]
[41, 42, 43] 256 36
[1,21,29,22,3]

R

Lida com muitos milhares de elementos ^* em menos de um minuto.

addb <- function(v1,v2,b) {
    ml <- max(length(v1),length(v2))
    v1 <- c(rep(0, ml-length(v1)),v1)
    v2 <- c(rep(0, ml-length(v2)),v2)
    v1 = v1 + v2
    resm = v1%%b
    resd = c(floor(v1/b),0)
    while (any(resd != 0)) {
        v1 = c(0,resm) + resd
        resm = v1%%b
        resd = c(floor(v1/b),0)
    }
    while (v1[1] == 0) v1 = v1[-1]
    return(v1)
}

redb <- function(v,b) {
    return (addb(v,0,b))
}

mm = rbind(1)

mulmat <- function(fromb, tob, n) {
    if (dim(mm)[2] >= n) return(mm)
    if (n == 1) return(1)
    newr = addb(mulmat(fromb,tob,n-1) %*% rep(fromb-1,n-1), 1, tob)
    newm = mulmat(fromb,tob,n-1)
    while (is.null(dim(newm)) || dim(newm)[1] < length(newr)) newm = rbind(0,newm)
    mm <<-  cbind(newr, newm)
    return(mm)
}

dothelocomotion <- function(fromBase, toBase, v) {
    mm  <<- rbind(1)
    return(redb(mulmat(fromBase, toBase, length(v)) %*% v, toBase))
}

^{* para> 500 elementos, é necessário aumentar o nível de recursão padrão ou não redefinir a mmmatrizdothelocomotion()}

Exemplos:

v1 = c(41, 15, 156, 123, 254, 156, 141, 2, 24)
dothelocomotion(256,16,v1)
2  9  0 15  9 12  7 11 15 14  9 12  8 13  0  2  1  8

dothelocomotion(256,36,c(41,42,43))
1 21 29 22  3

dothelocomotion(2,10, rep(1,90))
1 2 3 7 9 4 0 0 3 9 2 8 5 3 8 0 2 7 4 8 9 9 1 2 4 2 2 3

Uma versão JavaScript menos ofuscada e mais rápida:

function convert (number, src_base, dst_base)
{
    var res = [];
    var quotient;
    var remainder;

    while (number.length)
    {
        // divide successive powers of dst_base
        quotient = [];
        remainder = 0;
        var len = number.length;
        for (var i = 0 ; i != len ; i++)
        {
            var accumulator = number[i] + remainder * src_base;
            var digit = accumulator / dst_base | 0; // rounding faster than Math.floor
            remainder = accumulator % dst_base;
            if (quotient.length || digit) quotient.push(digit);
        }

        // the remainder of current division is the next rightmost digit
        res.unshift(remainder);

        // rinse and repeat with next power of dst_base
        number = quotient;
    }

    return res;
}

O tempo de computação cresce como o (número de dígitos ² ).
Não é muito eficiente para grandes números.
As versões especializadas da codificação da linha base64 aproveitam as taxas de base para acelerar os cálculos.

Javascript

Obrigado Keith Randall pela sua resposta em Python. Eu estava lutando com as minúcias da minha solução e acabei copiando sua lógica. Se alguém estiver votando nesta solução porque ela funciona, por favor, vote também na solução de Keith.

function convert(src,fb,tb){
  var res=[]
  while(src.length > 0){
    var a=(function(src){
      var d=[];var rem=0
      for each (var i in src){
        var c=i+rem*fb
        var e=Math.floor(c/tb)
        rem=c%tb
        d.length||e?d.push(e):0
      }
      return[d,rem]
    }).call(this,src)
    src=a[0]
    var rem=a[1]
    res.unshift(rem)
  }
  return res
}

Testes

console.log(convert([1, 2, 3, 4], 16, 16))
console.log(convert([1, 0], 10, 100))
console.log(convert([41, 15, 156, 123, 254, 156, 141, 2, 24], 256, 16))
console.log(convert([1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], 2, 10))
console.log(convert([41, 42, 43], 256, 36))

/*
Produces:
[1, 2, 3, 4]
[10]
[2, 9, 0, 15, 9, 12, 7, 11, 15, 14, 9, 12, 8, 13, 0, 2, 1, 8]
[1, 2, 3, 7, 9, 4, 0, 0, 3, 9, 2, 8, 5, 3, 8, 0, 2, 7, 4, 8, 9, 9, 1, 2, 4, 2, 2, 3]
[1, 21, 29, 22, 3]
*/

Provavelmente isso pode ter diminuído muito, mas eu realmente quero usá-lo para um pequeno projeto paralelo. Então, eu o mantive legível (um pouco) e tentei manter as variáveis ​​sob controle.

Mathematica

Nenhuma variável definida, qualquer entrada aceita, desde que caiba na memória.

f[i_, sb_, db_] := IntegerDigits[FromDigits[i, sb], db];

Passeio de teste:

f[{1,2,3,4},16,16]
f[{1,0},10,100]
f[{41,15,156,123,254,156,141,2,24},256,16]
f[{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
   1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
   1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1},2,10]
f[{41,42,43},256,36]

Fora

{1,2,3,4}
{10}
{2,9,0,15,9,12,7,11,15,14,9,12,8,13,0,2,1,8}
{1,2,3 7,9,4,0,0,3,9,2,8,5,3,8,0,2,7,4,8,9,9,1,2,4,2,2,3}
{1,21,29,22,3}

Scala:

def toDecimal (li: List[Int], base: Int) : BigInt = li match {                       
  case Nil => BigInt (0)                                                             
  case x :: xs => BigInt (x % base) + (BigInt (base) * toDecimal (xs, base)) }  

def fromDecimal (dec: BigInt, base: Int) : List[Int] =
  if (dec==0L) Nil else (dec % base).toInt :: fromDecimal (dec/base, base)

def x2y (value: List[Int], from: Int, to: Int) =
  fromDecimal (toDecimal (value.reverse, from), to).reverse

Código de teste com testes:

def test (li: List[Int], from: Int, to: Int, s: String) = {
 val erg= "" + x2y (li, from, to)
 if (! erg.equals (s))
   println ("2dec: " + toDecimal (li, from) + "\n\terg: " + erg + "\n\texp: " + s)
}   

 test (List (1, 2, 3, 4), 16, 16, "List(1, 2, 3, 4)")
 test (List (1, 0), 10, 100, "List(10)")
 test (List (41, 15, 156, 123, 254, 156, 141, 2, 24), 256, 16, "List(2, 9, 0, 15, 9, 12, 7, 11, 15, 14, 9, 12, 8, 13, 0, 2, 1, 8)") 
 test (List (1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1), 
   2, 10, "List(1, 2, 3, 7, 9, 4, 0, 0, 3, 9, 2, 8, 5, 3, 8, 0, 2, 7, 4, 8, 9, 9, 1, 2, 4, 2, 2, 3)") 
 test (List (41, 42, 43), 256, 36, "List(1, 21, 29, 22, 3)")

Passou em todos os testes.

J, ¹⁰⁹ 105

Lida com milhares de dígitos sem suar. Nenhum número inteiro danificado!

e=:<.@%,.|~
t=:]`}.@.(0={.)@((e{:)~h=:+//.@)^:_
s=:[t[:+/;.0]*|.@>@(4 :'x((];~[t((*/e/)~>@{.)h)^:(<:#y))1')

Exemplos

256 16 s 41 15 156 123 254 156 141 2 24
2 9 0 15 9 12 7 11 15 14 9 12 8 13 0 2 1 8

256 36 s 41 42 43
1 21 29 22 3

16 16 s 1 2 3 4
1 2 3 4

256 46 s ?.1000$45
14 0 4 23 42 7 11 30 37 10 28 44 ...

time'256 46 s ?.3000$45'  NB. Timing conversion of 3000-vector.
1.96s

Fica mais curto.

Smalltalk, 128

o:=[:n :b|n>b ifTrue:[(o value:n//b value:b),{n\\b}]ifFalse:[{n}]].
f:=[:a :f :t|o value:(a inject:0into:[:s :d|s*f+d])value:t].

testes:

f value:#[41 15 156 123 254 156 141 2 24]
  value:256
  value:16. 
    -> #(2 9 0 15 9 12 7 11 15 14 9 12 8 13 0 2 1 8)

f value:#[1 2 3 4]
  value:16
  value:16.
    -> #(1 2 3 4)

f value:#[1 0]
  value:10
  value:100.
    -> #(10)

f value:#[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
  value:2
  value:10.
    -> #(1 2 3 7 9 4 0 0 3 9 2 8 5 3 8 0 2 7 4 8 9 9 1 2 4 2 2 3)

f value:#[41 42 43]
  value:256
  value:36.
    -> #(1 21 29 22 3)

e para sua diversão especial ( desafio: descubra o que há de tão especial no valor de entrada ):

f value:#[3 193 88 29 73 27 40 245 35 194 58 189 243 91 104 156 144 128 0 0 0 0]
  value:256
  value:1000.
    -> #(1 405 6 117 752 879 898 543 142 606 244 511 569 936 384 0 0 0)