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C语言-atoi()库函数的模拟实现

news 来源：原创 2024/9/21 1:43:08

文章目录

前言
一、atoi()库函数的介绍及使用
- 1.1 atoi()库函数介绍
- 1.2 atoi()库函数使用
二、atoi()库函数的模拟实现
- 2.1 函数设计
- 2.2 函数实现思路
- 2.3 具体实现
- 2.4 测试
总结

前言

本篇文章介绍c语言中库函数atoi()的使用，以及模拟实现库函数。

一、atoi()库函数的介绍及使用

1.1 atoi()库函数介绍

以下是cplusplus网站关于atoi()库函数的介绍。atoi()库函数
在这里插入图片描述
说明：

首先，这个函数会将字符串前面的空格一一跳过，直到遇到非空格字符；这个非空字符分为以下情况
- 如果非空字符为字母，则返回结果为0
  比如"abc123"，转换得到0
- 如果非空字符为’-'，则会转换得到一个负整数且这个负整数没有超过int表示的范围，正常返回这个数；如果这个数超过了int型数据的表示范围，则返回-2147483648
  例如，
  “-12345”,转换得到整型数值-12345
  "-123456789123456"转换得到-2147483648
- 如果非空字符为‘+’或者为数字字符，则会转换得到一个正整数且这个正整数没有超过int表示的范围，正常返回这个数；如果这个数超过了int型数据的表示范围，则返回2147483647
  例如，
  "+12345"转换得到整型数值12345
  "123456"转换得到整型数值12345
  "123456789123456"转换得到2147483647
如果str指向的是一个空字符串或者只包含空格，则返回值为0.
如果两个数字字符之间存在其他非数字字符，则转换非数字字符之前的数字字符。
“123ab112”，只会转换得到整型数值123

1.2 atoi()库函数使用

负数转换
负数溢出转换
正数转换
正数溢出转换
包含非数字字符
（1）数字字符后面包含其他字符

（2）数字前面包含非数字字符
在这里插入图片描述

只包含非数字字符

二、atoi()库函数的模拟实现

2.1 函数设计

函数名:StrToInt
函数返回值类型: int
函数参数类型: const char* str
int StrToInt(const char* str);

2.2 函数实现思路

函数指针的非空判断

//指针的非空判断 利用断言
assert(str);

空字符串的判断

//如果第一个字符为'\0'，则表示字符串为空串
if('\0' == *str)
{return 0;
}

跳过字符串前面的空格字符

//利用库函数提供isspace()函数判断
while(isspace(*str)) str++;

正数和负数的判断

int flag = 1; //默认为正数
switch(*str)
{
case '-': flag = -1;
case '+': str++;
}

字符数字与整型数值的转换

//1.如果溢出判断使用long long
long long ret = 0;
while(isdigit(*str))  //isdigit()函数为库函数
{ret = 10*ret + flag*(*str - '0');//溢出判断if(ret > INT_MAX){return INT_MAX;}else if(ret < INT_MIN){return INT_MIN;}str++;
}
return  (int)ret;//2. 如果溢出判断不使用long long
int ret = 0;
while(isdigit(*str))
{int ConvertDigit = *str - '0';if((ret > INT_MAX/10) || ((INT_MAX/10 == ret) && (ConvertDigit > 7))){return flag > 0? INT_MAX:INT_MIN;}ret = ret*10 + ConvertDigit; str++;
}
return flag > 0 ? ret : -ret;

2.3 具体实现

方法一（使用long long）

#include<assert.h>
#include<limits.h>
#include<ctype.h>
//version 1.3 
int StrToInt(const char* str)
{//1. 空指针判断assert(str);//2. 空字符串判断if ('\0' == *str){return 0;}//3. 去掉空格while (isspace(*str)) str++;long long ret = 0; //long long 用于判断转换结果是否超出int的表示范围int flag = 1; //用于判断是否为负数，默认为非负数//4. + - 判断switch (*str){case '-': flag = -1;case '+': str++;}//转换操作while (isdigit(*str)){ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');//5. 溢出判断if (ret > INT_MAX){return INT_MAX;}if (ret < INT_MIN){return INT_MIN;}++str;}return (int)ret;
}

方法二（不使用long long）

#include<assert.h>
#include<limits.h>
#include<ctype.h>// version: 1.4 
// 溢出判断不使用long long
// 1. ConvertDigit = *str - '0'   ->得到字符转换成的数字
// 2. ret = ret*10 + ConvertDigit ->得到计算的结果，默认为正数，最后根据符号返回结果  
// 3. (正数溢出判断) 上一次 ret > INT_MAX/10   
//				 说明下一次计算的ret >= INT_MAX		   则正数溢出
// (负数溢出判断) 上一次 ret == INT_MAX/10 && ConvertDigit > 7  
//				 说明下一次相加 ret >= INT_MIN的绝对值   则负数溢出
//  INT_MAX = 2147483647   INT_MIN = -2147483647-1
// 最后根据flag返回结果  flag > 0 返回INT_MAX  否则返回INT_MIN    
// 4. flag > 0  直接返回 ret   flag < 0 返回-ret
int StrToInt(const char* str)
{//1. 空指针判断assert(str);//2. 空串判断if ('\0' == *str){return 0;}//3. 清除空格while (isspace(*str)) str++;//4. 正负号判断int flag = 1;  //默认为正数switch (*str){case '-': flag = -1;case '+': str++;}//5. 转换int ret = 0;while (isdigit(*str)){int ConvertDigit = *str - '0';//溢出判断if ((ret > (INT_MAX / 10)) || (((INT_MAX/10) == ret) && (ConvertDigit > 7))){return (flag > 0) ? INT_MAX : INT_MIN;}ret = ret * 10 + ConvertDigit;str++;}return flag > 0 ? ret : -ret;
}