C语言实现将字符串转换成整数
作者:努力学习游泳的鱼
这是一个很有意思的问题。请不要把这个问题想的太简单了,考虑问题时应该尽可能的全面一些。请先思考并且实现这个函数,再来看讲解。
分析一下:函数名是StrToInt,那么可以这么调用:
int ret = StrToInt("1234"); printf("%d\n", ret);
如果你写的程序能够正确输出1234,然后就觉得这道题就这样了,那么考虑的就不够全面。有没有一种可能:
1.传参时传了NULL指针。
2.传入空字符串。
3.字符串前面有空格,如:" 1234"。
4.有正负号,如:“-1234”。
5.有非法字符,如:“1234abcd”。
6.数字太大了,超出了int的存储范围,如:“1111111111111111111111111111111111111”。
下面我们一个一个解决。
准备工作
由于有可能出现非法字符,或者空字符串等,会有一些情况的转换是非法的。所以,定义一个全局性质的枚举类型来检验转换是否合法:
enum State { VALID, INVALID }s = INVALID;
默认的情况是非法的,只有转换成功才会把s的值置为VALID。
先把函数的框架撘出来:
int StrToInt(const char* str) { }
接下来开始解决以下问题:
1.NULL指针
NULL指针是不能解引用的!所以最好断言一下。
int StrToInt(const char* str) { // 如果str是NULL,不能对其解引用 assert(str); return ret; }
2.空字符串
如果一上来就遇到了’\0’,那么就是空字符串。
int StrToInt(const char* str) { // 如果str是NULL,不能对其解引用 assert(str); // 空字符串 if (*str == '\0') { return 0; } }
3.空格
接下来,有可能会遇到空格,使用isspace函数来判断,把空格跳过去。
int StrToInt(const char* str) { // 如果str是NULL,不能对其解引用 assert(str); // 空字符串 if (*str == '\0') { return 0; } // 空格 while (isspace(*str)) { ++str; } }
4.正负号
接下来有可能遇到正负号,用一个flag来保存。
int StrToInt(const char* str) { // 如果str是NULL,不能对其解引用 assert(str); // 空字符串 if (*str == '\0') { return 0; } // 空格 while (isspace(*str)) { ++str; } // 正负号 int flag = 1; if (*str == '+') { flag = 1; ++str; } else if (*str == '-') { flag = -1; ++str; } }
5.非法字符
下面开始处理数字。但是,有可能会遇到非法字符,所以要先判断一下。
int StrToInt(const char* str) { // 如果str是NULL,不能对其解引用 assert(str); // 空字符串 if (*str == '\0') { return 0; } // 空格 while (isspace(*str)) { ++str; } // 正负号 int flag = 1; if (*str == '+') { flag = 1; ++str; } else if (*str == '-') { flag = -1; ++str; } // 处理数字 while (*str) { if (isdigit(*str)) { } else { return ret; } } }
如何处理合法的数字呢?假设是1234,我们可以先定义一个ret,初始化成0。先拿到1,0*10+1,就得到了1。接着拿到2,1*10+2,就得到了12。再拿到3,12*10+3,就得到了123。最后拿到4,123*10+4,就得到了1234。以此类推。
每次ret = ret*10 + 拿到的数字就行了。但是“拿到的数字”是什么呢?就是*str-'0'。想象一下,'1'-'0'就是数字1,'6'-'0'就是数字6。两个字符相减就是对应的ASCII码相减。不过,拿到的数字得乘上flag再加上去,因为有可能是负数。
int StrToInt(const char* str) { // 如果str是NULL,不能对其解引用 assert(str); // 空字符串 if (*str == '\0') { return 0; } // 空格 while (isspace(*str)) { ++str; } // 正负号 int flag = 1; if (*str == '+') { flag = 1; ++str; } else if (*str == '-') { flag = -1; ++str; } // 处理数字 int ret = 0; while (*str) { if (isdigit(*str)) { ret = ret * 10 + flag * (*str - '0'); ++str; } else { return ret; } } s = VALID; return (int)ret; }
6.越界
这就完了吗?还有一种情况,假设传入的数字过大或过小,导致超出了int的存储范围,此时的转换也是非法的。判断方法,就是用更大的类型,如long long来存储,如果超出了int的存储范围(ret>INT_MAX || ret<INT_MIN),但是不会超出long long的存储范围,就能够识别什么时候越界了。
int StrToInt(const char* str) { // 如果str是NULL,不能对其解引用 assert(str); // 空字符串 if (*str == '\0') { return 0; } // 空格 while (isspace(*str)) { ++str; } // 正负号 int flag = 1; if (*str == '+') { flag = 1; ++str; } else if (*str == '-') { flag = -1; ++str; } // 处理数字 long long ret = 0; while (*str) { if (isdigit(*str)) { ret = ret * 10 + flag * (*str - '0'); // 判断有没有超过int的存储范围 if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN) { return (int)ret; } else { ++str; } } else { return (int)ret; } } // end of while s = VALID; return (int)ret; }
最后如果转换成功,就把s置成VALID,再返回ret即可。注意ret是long long类型,但是返回类型是int,所以需要强制类型转换。
测试
完整的测试代码如下:
#include <stdio.h> #include <assert.h> #include <ctype.h> #include <limits.h> enum State { VALID, INVALID }s = INVALID; int StrToInt(const char* str) { // 如果str是NULL,不能对其解引用 assert(str); // 空字符串 if (*str == '\0') { return 0; } // 空格 while (isspace(*str)) { ++str; } // 正负号 int flag = 1; if (*str == '+') { flag = 1; ++str; } else if (*str == '-') { flag = -1; ++str; } // 处理数字 long long ret = 0; while (*str) { if (isdigit(*str)) { ret = ret * 10 + flag * (*str - '0'); // 判断有没有超过int的存储范围 if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN) { return (int)ret; } else { ++str; } } else { return (int)ret; } } // end of while s = VALID; return (int)ret; } int main() { int ret = StrToInt(" -1234"); if (s == VALID) { printf("转换成功:%d\n", ret); } else { printf("转换失败:%d\n", ret); } return 0; }
输出结果:
总结
1.每次把旧的数乘10再加上一个数字,就能在这个数后面续上这个数字。如123*10+4=1234,就在123后面续上了4。
2.字符相减,本质是ASCII码相减。
3.考虑问题时,应该全面考虑,不要漏掉一些情况。
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