atoi()详解及其模拟实现

atoi()详解及其模拟实现

atoi()解析

所需头文件为

int atoi (const char * str);

整体功能：

分析字符串 str，将其内容解释为整数，该整数作为 int 类型的值返回。

细节：

该函数首先根据需要丢弃尽可能多的空格字符（如在 isspace 中），直到找到第一个非空格字符。

然后，从此字符开始，取一个可选的首字母加号或减号，后跟尽可能多的 10 进制数字，并将它们解释为数值。

字符串可以在构成整数的字符之后包含其他字符，这些字符将被忽略，并且对此函数的行为没有影响。

如果 str 中的第一个非空格字符序列不是有效的整数，或者由于 str 为空或仅包含空格字符而不存在此类序列，则不执行转换并返回零。

如果被解释成的数字大于INT_MAX或者小于MIN_MAX，那么就返回0

例如：

#include
#include
int main()
{
    printf("%d\n", atoi("  "));
    printf("%d\n", atoi("0"));
    printf("%d\n", atoi("1234"));
    printf("%d\n", atoi("1234aabcd"));
    printf("%d\n", atoi("  1234  1234"));
    printf("%d\n", atoi("01234"));
    printf("%d\n", atoi("-01234"));
    printf("%d\n", atoi("a1234"));
    printf("%d\n", atoi("a12341111111111111111111111111111111111111111111111111111111"));

    return 0;
}

output:

0
0
1234
1234
1234
1234
-1234
0
0

缺陷：

我们看到，当转换失败时，函数atoi()的返回值是0，正确将字符0转换为数字0，函数atoi()的返回值也是0，因此当函数返回0时，我们就不能区分到底是这个字符串是非法字符串，还是本身转换过来就是0，这点需要在模拟实现中进行改进。

模拟实现my_atoi()

• 为了避免上面提到的缺陷，我们可以定义一个全局变量state，用来对函数返回值合法性判断：

enum State
{
    VALID,	//0，合法
    INVALID	//1，非法
};
enum State state = INVALID;	//首先默认非法，如果合法再进行修改

• 确保传入的指针不是空指针：

assert(str);

• 排除空格：

while (*str == ' ')
    str++;

• 如果排除完空格之后，指针str就走到尾了，就说明这是一个空白字符串，直接返回0

if (*str == '\0')
    return 0;

• 为了方便对正负数进行判断，我们设立一个标记flag

int flag = 1;
if (*str == '-')
{
    flag = -1;
    str++;
}
if (*str == '+')
{
    str++;
}

• 因为转换数字的时候可能超出int型的范围，因此我们要将返回值定义为long long类型，方便后续进行有效性判断（返回值必须在int型的范围内）

long long ret = 0;

while (isdigit(*str))	//isdigit()用来判断一个字符是否是数字字符
{
    ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');
    
    if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN)	//如果结果大于int最大值，小于int最小值，那么直接返回0
        return 0;
    
    str++;
}

• 最后，得到返回值ret，再对其后面的字符进行判断，如果是结束符‘\0’，说明返回值合法，否则还是一个非法值

if (*str == '\0')
{
    state = VALID;	//如果合法，就将state修改为VALID，说明返回值合法
    return (int)ret;
}
else
    return (int)ret;

实现代码：

#include
#include
#include
#include
enum State
{
    VALID,//0
    INVALID//1
};
enum State state = INVALID;
int my_atoi(const char* str)
{
    assert(str);

    while (*str == ' ')
        str++;
    if (*str == '\0')
        return 0;

    int flag = 1;
    if (*str == '-')
    {
        flag = -1;
        str++;
    }
    if (*str == '+')
    {
        str++;
    }

    long long ret = 0;

    while (isdigit(*str))
    {
        ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');
        if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN)
            return 0;
        str++;
    }
    if (*str == '\0')
    {
        state = VALID;
        return (int)ret;
    }
    else
        return (int)ret;
}