stdlib.h 中常用函数［2］数字字符处理

stdlib.h 中常用函数［2］数字字符处理

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// 2009年10月09日
// 本文内容来源于C库头文件和Linux manual
在stdlib.h中主要包含数字字符处理的函数有 atoi(), atof(), strtol(), strtod()，eccvt()等函数及其扩展函数。
他们之间的共同点以及区别在下面功能描述中有说明，要详细了解需看手册和源代码实现。

函数原型：int atoi(const char *nptr);
          long atol(const char *nptr);
          long long atoll(const char *nptr);
          long long atoq(const char *nptr);
功能描述：atoi() 函数将指针nptr 指向开始的字符转换成int 类型。行为与 strtol(nptr, (char **) NULL, 10)相同;
          只是atoi() 不检测错误。atol() atoll() 和atoi() 有相同动作。只是转换类型有所不同，atoq()是atoll()的过时名。
返 回 值：返回转换的值。
参考函数：atof(3), strtod(3), strtol(3), strtoul(3)

函数原型：double atof(const char *nptr);
功能描述：atof() 函数将指针nptr 指向开始的字符转换成double 类型。行为与 strtod(nptr, (char **) NULL)相同;
          只是atof() 不检测错误。
返 回 值：返回转换的值。
参考函数：atoi(3), atol(3), strtod(3), strtol(3), strtoul(3)

函数原型：long int strtol(const char *nptr, char **endptr, int base);
          long long int strtoll(const char *nptr, char **endptr, int base);
功能描述：strtol() 函数根据base 给的进制将nptr 指向的开始的字符串转换为长整数值，base 必须在2-36之间，或特殊值0.
          字符串可能以任意空格为开始，后跟一个‘+’或‘-’的单个选择符。如果base 为0或16，string 可能包含“0x” 前缀，
          那么数字将被以16进制读入；base为0被当作10进制，除非符号后下一个字符为‘0’，这种情形被当作8进制。
          字符串被显示转换为长整形值，直到遇到第一个基于base 不合法的字符(base 大于10，那么A表示10...Z表示35)。
          如果endptr 不为NULL，strtol() 将第一个不合法字符的地址保存在*endptr中。如果根本没有数字，strtol()将字符
          串地址，也就是nptr 初始值保存到 *endptr，并返回0。特别的，如果*nptr不是'\0'，但在返回时 **endptr是'\0'，
          整个字符串是合法的。
          strtoll() 函数类似strtol()，但返回是long long 整型值。
返 回 值：strtol() 函数返回转换的结果，除非向下溢出(underflow)或向上溢出(overflow)。如果向下溢出，返回LONG_MIN。
          如果向上溢出返回LONG_MAX。两种情况的errno都会被设置为ERANGE。也可能返回0，在base 包含不被支持值时。
          strtoll()也一样(不过LLONG_MIN 和LLONG_MAX 替代LONG_MIN 和LONG_MAX)。
参考函数：atof(3), atoi(3), atol(3), strtod(3), strtoul(3)
          strtoul() 和strtol基本类似，只是返回无符号长整型。
例外说明：这些函数还有本地相关的类型。例如strtol_l(), strtoul_l() 等等。

函数原型：double strtod(const char *nptr, char **endptr);
          float strtof(const char *nptr, char **endptr);
          long double strtold(const char *nptr, char **endptr);
功能描述：strtod(), strtof(), 和strtold() 函数将nptr 指向开始的字符串转换成double，float 和long double 类型
          字符串期望格式开始于sispace() 可辨认的空格，可选正符‘+’号或负符号‘-’，然后是小数，或16进制小数，
          无限值(infinity)，或NAN(not-a-number)。
          小数包含非空系列十进制数字，可能包含一个基数字符(小数点，和本地环境有关，通常为'.')，然后跟着十进制
          指数(exponent)。十进制指数包含一个'E'或'e'，跟着正负号，非空十进制数字序列，乘幂为10。
          十六进制小数包含"0x"或"0X"，跟着非空16进制小数数字系列，可能包含一个基数字符(同上)，然后跟着二进制
          指数。二进制指数包含'P'或'p'，跟着可选正负号，跟着非空数字(decimal digits)系列，乘幂为2。最少有一个
          基数字符和二进制指数出现。
          无限表示为"INF" 或"INFINITY"。为忽略类型。
          "NAN" 也是忽略类型，跟着'('，一系列字符，跟着')'。字符串指定和系统实现NAN的方式有关。
返 回 值：如果有转换，就返回转换值。如果endptr 为非NULL，*endptr 指向最后一个被转换字符的后面。
          如果没有转换，返回0，nptr的值保存到*endptr(referenced by endptr)。
          如果正确值导致向上溢出，根据数值的符号返回正或负的HUGE_VAL(HUNGE_VALF, HUGE_VALL)，errno被设置为ERANGE。
          如果导致相信溢出，返回0，errno 被设置为ERANGE。
参考函数：atof(3), atoi(3), atol(3), strtol(3), strtoul(3)

函数原型：char *ecvt(double number, int ndigits, int *decpt, int *sign);
          char *fcvt(double number, int ndigits, int *decpt, int *sign);
功能描述：ecvt() 函数将number 转换为一个包含ndigits个数字以null终止的字符串。并返回指向字符串的指针。高顺序位数字为非0，
          除非number 为0。字符串不包含小数点；但是小数点相对于字符串开始位置保存于*decpt 中。*decpt 为负值，意味着小数点
          位于字符串开始的左边。如果number的符号为负，*sign 被设置为非0， 否则设置成0；如果number 是0，不指定*decpt 是0 或1。
          fcvt() 与ecvt() 相同，只是ndigits 指定小数点后的数字数量。
返 回 值：返回一静态字符串指针，字符串为ASCII 表示的数字。不可以线程重入。
参考函数：ecvt_r(3), gcvt(3), qecvt(3), setlocale(3), sprintf(3)

函数原型：long a64l(char *str64);
          char *l64a(long value);
功能描述：这两个函数提供32-bit 长整型和little-endian 64进制的ASCII 字符串(长度从0到6)转换。
          如果str64 长度大于6，那只用前6字节。如果value大于32-bit，那只用value的低32位。a64l对结果符号扩展。
          '.' 代表0，'/'代表1，0-9 代表2-11，A-Z 代表12-37，a-z 代表38-63， 和网络版本的64-encode 不同。
          所以有123 = 59*64^0 + 1*64^1 = "v/"。
返 回 值：返回相应的值。



下面是一个Linux manual 中的example 代码：

       #include  < stdlib.h >
       #include  < limits.h >
       #include  < stdio.h >
       #include  < errno.h >

        int main( int  argc,  char   * argv[])
       {
            int   base ;
            char   * endptr,  * str;
            long  val;

            if  (argc  <   2 ) {
               fprintf(stderr,  " Usage: %s str [base]\n " , argv[ 0 ]);
               exit(EXIT_FAILURE);
           }

           str  =  argv[ 1 ];
            base   =  (argc  >   2 )  ?  atoi(argv[ 2 ]) :  10 ;

           errno  =   0 ;     /*  为了区分调用是否成功  */
           val  =  strtol(str,  & endptr,  base );

            /*  检测各种可能的错误，溢出或base 包含非法值  */
            if  ((errno  ==  ERANGE  &&  (val  ==  LONG_MAX  ||  val  ==  LONG_MIN))
                    ||  (errno  !=   0   &&  val  ==   0 )) {
               perror( " strtol " );
               exit(EXIT_FAILURE);
           }

            if  (endptr  ==  str) {
               fprintf(stderr,  " No digits were found\n " );
               exit(EXIT_FAILURE);
           }

            /*  如果能达到这里，strtol 成功解析了一个数字  */
           printf( " strtol() returned %ld\n " , val);

            if  ( * endptr  !=   ' \0 ' )         /*  Not necessarily an error  */
               printf( " Further characters after number: %s\n " , endptr);

           exit(EXIT_SUCCESS);
       }

atoi() 和strtol() 函数调用的区别：
atoi() 没有错误检测。而strtol()是有错误检测的。
atoi() 不能指定进制基数，一定是10进制；strtol() 可以由base 指定其他进制的。

手册提供测试数据和结果            $ ./a.out 123
           strtol() returned 123
           $ ./a.out '    123'
           strtol() returned 123
           $ ./a.out 123abc
           strtol() returned 123
           Further characters after number: abc
           $ ./a.out 123abc 55
           strtol: Invalid argument
           $ ./a.out ''
           No digits were found
           $ ./a.out 4000000000
           strtol: Numerical result out of range