你可能没有实现一个正确的atoi函数
前言
我们都知道，atoi函数用于将一个字符串转换成整数。atoi函数看起来似乎很容易实现，你甚至可以很快写出一个版本，但是是否符合要求呢？
简易版本
最简单的考虑，就是遍历字符串，每遇到一个数字就加上原来的值乘以10。例如字符串“1234”转整数是这样的计算流程：
- 遇到字符1，得到结果1；
- 遇到字符2，得到结果1 * 10 + 2，即12；
- 遇到字符3，得到结果12 * 10 + 3，即123；
- 遇到字符4，得到结果123 * 10 + 4，即1234；
代码实现如下：
int my_atoi(const char *str)
{
if(NULL == str)
return 0;
int ret = 0;
while(0 != *str)
{
ret = ret * 10 + *str - '0';
str++;
}
return ret;
}看起来既简洁又没有什么问题，输入数值时也似乎能得到正确结果。真的是这样吗？如果传入以下字符串参数，会是什么结果呢？
"-1"
"+1"
" "
"111111111111"
""
"1aab"是不是发现并不是想象中的那样？那么实现atoi到底需要注意什么呢？
实现atoi函数需要注意什么
你可能已经注意到了，实现atoi需要考虑下面这些场景：
- 输入正负号
- 开头有空格
- 转换后的数值超出int的表示范围
- 出错时返回0与正确转换0的区别
- 输入非数字
- 空字符串
现在来看，前面的实现还能满足要求吗？
再次实现
那么重新考虑上面的要求，我们如何实现呢？我们需要考虑以下几种情况
- 如果开头是负号，则标记为负数；正号或数值，则标记为正数
- 跳过开头的空格，从第一个有效字符开始
- 使用更大类型存储计算值，如果负数比INT_MIN还小或正数比INT_MAX还大，则表明溢出，返回INT_MIN或INT_MAX，或者在下次计算之前与INT_MIN/10或INT_MAX/10比较
- 使用全局变量记录出错情况，区别正常转换为0或最大最小值
- 遇到非数值时即退出
根据上面这些考虑，我们重新实现代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#include <limits.h>
#define NULL_PTR_ERR 1
#define ERANGE 2
int errCode = 0;
int my_atoi(char* str) {
int negative = 0;
char c = 0;
/*计算结果存储*/
long long ret = 0;
errCode = 0;
if(NULL == str)
{
errCode = NULL_PTR_ERR;
return 0;
}
/*跳过开始的空格*/
while(' ' == (*str))
str++;
/*跳过空格之后，到达了字符串结尾，则退出*/
if(0 == *str)
return 0;
/*负数*/
if(*str == '-' )
{
negative = 1;
str++;
}
/*正数*/
else if(*str == '+')
{
negative = 0;
str++;
}
/*正数*/
else if(isdigit(*str))
{
negative = 0;
}
/*如果不是以上内容，则直接退出*/
else
{
return 0;
}
while(isdigit(*str))
{
/*计算结果*/
ret = ret*10 + *str -'0';
/*如果发现结果大于INT_MAX或者小于INT_MIN，则溢出，返回最值*/
if(ret > (negative?-(long long )INT_MIN:INT_MAX))
{
/*溢出，返回最大值*/
errCode = ERANGE;
return negative?INT_MIN:INT_MAX;
}
str++;
}
/*根据正负号返回正确的结果*/
return negative?-ret:ret;
}
int main(void)
{
/*只有一个负号*/
int result = my_atoi("-");
printf("-:%d,errCode:%d\n",result,errCode);
/*空指针*/
result = my_atoi(NULL);
printf("NULL:%d,errCode:%d\n",result,errCode);
/*空字符串*/
result = my_atoi(" ");
printf(" :%d,errCode:%d\n",result,errCode);
/*负数*/
result = my_atoi("-1");
printf(" -1:%d,errCode:%d\n",result,errCode);
/*负数溢出*/
result = my_atoi(" -11111111111");
printf(" -11111111111:%d,errCode:%d\n",result,errCode);
/*正数*/
result = my_atoi("+123");
printf("+123:%d,errCode:%d\n",result,errCode);
/*正数溢出*/
result = my_atoi("+123111111111111111");
printf("+123111111111111111:%d,errCode:%d\n",result,errCode);
return 0;
}运行结果：
-:0,errCode:0
NULL:0,errCode:1
:0,errCode:0
-1:-1,errCode:0
-11111111111:-2147483648,errCode:2
+123:123,errCode:0
+123111111111111111:2147483647,errCode:2总结
上面的代码中errCode的设置需要根据需求而定，例如如果认为空字符串或只有负号转换是非法的，那么前面的代码将不符合要求。但这些都不是重点，重点是我们在考虑实现atoi函数的时候，需要考虑多种异常场景，这在平常实现其他功能接口的时候也是一样的。
思考
前面的代码有什么不足？你忽略了哪些场景？
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原始发表：2019-03-22，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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