atoi-字符串转Int的实现

傷城~ 2022-08-09 09:58 171阅读 0赞

## 要考虑的问题 ##

1.  前导空白（空格和Tab）
2.  溢出
3.  异常字符

## 处理方法 ##

1.  首先过滤前导空白，直到遇到非空白符
2.  若接下来的字符是正负号或者数字，继续执行下一步；否则，返回0，结束
3.  一直读取，直至遇到非数字字符（包括’\\0’）
4.  若这段数字溢出，则相应的返回 INT\_MAX 或者 INT\_MIN ；否则，返回转换后的结果，结束

## 代码如下 ##

#include "stdio.h"
    
    #define INT_MAX 2147483647
    #define INT_MIN (-2147483647-1)
    #define MAX_DIGITS 10 // int类型的最大位数
    
    const char* INT_MAX_STR = "2147483647";
    const char* INT_MIN_STR = "2147483648";
    
    bool overflow(char* num, int flag)
    {
        char* INT_BOUND = (flag == 1) ? INT_MAX_STR : INT_MIN_STR;
        for(int i = 0; i < MAX_DIGITS; i++)
        {
            if(num[i] > INT_BOUND [i])
                return true;
            else if(num[i] < INT_BOUND [i])
                return false;
        }
        return false;
    }
    
    bool isDigit(char ch)
    {
        return (ch >= '0' && ch <= '9');
    }
    
    int atoi(char * str)
    {
        int value = 0; 
        while(*str == ' ' || *str == '\t')
            *str++;
        if(*str == '\0')
            return 0;
    
        int flag = 1;
        if(*str == '+' || *str == '-')
        {
            if(*str == '-')
                flag = -1;
            *str++;
        }
    
        char num[MAX_DIGITS];
        int index = 0;
        while(isDigit(*str))
        {
            if(index >= MAX_DIGITS) // overflow
                return (flag == 1) ? INT_MAX : INT_MIN;
            num[index++] = *str;
            *str++;
        }
    
        if(index == MAX_DIGITS && overflow(num, flag)) // overflow
            return (flag == 1) ? INT_MAX : INT_MIN;
    
        for(int i = 0; i < index; i++)
            value = value * 10 + num[i] - '0';
    
        return value * flag;
    }

## 相关问题 ##

关于INT\_MIN的定义，若写成-2147483648，则当在程序中使用INT\_MIN时，编译器会出现警告信息：

warning C4146:一元负运算符应用于无符号类型，结果仍为无符号类型；

编译器把-2147483648看做了对2147483648取负，而2147483648超出了有符号整数的范围，编译器就把他当做了无符号数0x80000000=2147483648。

在C语言中，若有符号数与无符号数进行运算，C语言就隐式的将有符号参数强制转换为无符号数，
    并假设两个数都是非负的。（深入理解计算机系统 P48）

在有些情况下这会导致一些错误，比如下面的表达式：

(0>INT_MIN) ? 1 : -1;

表达式的结果是 -1 就不难理解了。