问题描述

在数的反码表示中，上述的 itoa 函数不能处理最大的负数，即 n 等于-2^(字长-1) 的情况。请解释其原因。修改该函数，使它在任何机器上运行时都能打印出正确的值。

问题分解

• 主函数main
• 核心函数 itoa(n, s)。先来看原文的函数实现：

void itoa(int n, char s[])
{
        int i, sign;
        if((sign = n) < 0){
                n = -n;
        }
        i = 0;
        do{
                s[i++] = n % 10 + '0';
        }while((n /= 10) > 0);
​
        if(sign < 0){
                s[i++] = '-';
        }
        s[i] = '\0';
        reverse(s);
}

先来分析itoa函数为什么不能处理最大的负数，我们假设在int数据取值范围位-128 ～ 127 的机器上，当n = -128时，-n = 128 > 127,此时灾难发生了——得到的结果并不是我们想要的字符串。因此，问题处在 if((sign = n) < 0) 这句，那么我们只要将其改造一下即可。

代码实现

#include<stdio.h>
​
void itoa(int n, char s[]);
void itoa2(int n, char s[]);
void reverse(char s[]);
​
int main()
{
        int n = (~0U >> 1) + 1;
        char s[100], s1[100], s2[100];
        printf("The input number is: %d\n", n);
        itoa(n, s);
        printf("The output string of itoa is: %s\n", s);
​
        itoa2(n, s1);
        printf("The output string of itoa2 is: %s\n", s1);
        return 0;
}
​
void itoa2(int n, char s[])
{
    int sign, i;
    sign = n;
    i = 0;
    do {
        s[i++] = ((sign < 0) ？-(n % 10) : n % 10) + '0'; //负数对10求余仍然是负数
    } while ((n /= 10) != 0);
    if (sign < 0)
        s[i++] = '-';
    s[i] = '\0';
    reverse(s);
}
​
void itoa(int n, char s[])
{
        int i, sign;
        if((sign = n) < 0){
                n = -n;
        }
        i = 0;
        do{
                s[i++] = n % 10 + '0';
        }while((n /= 10) > 0);
​
        if(sign < 0){
                s[i++] = '-';
        }
        s[i] = '\0';
        reverse(s);
}
void reverse(char s[])
{
    int i, j, c;
    for (j = 0; s[j] != '\0'; j++)
        ;
    for (i = 0, j--; i < j; i++, j--)
    {
        c = s[i];
        s[i] = s[j];
        s[j] = c;
    }
}

编译运行

由运行结果可看出，原方法得到的结果不是预期的，改造后的得到了正确的结果。