C语言的本质(26)——C标准库之数值字符串转换

C语言提供了几个标准库函数,可以将任意类型(整型、长整型、浮点型等)的数字转换为字符串。

#include <stdlib.h>
int atoi(const char *nptr);

atoi把一个字符串开头可以识别成十进制整数的部分转换成int型。参数nptr字符串,如果第一个非空格字符存在,是数字或者正负号则开始做类型转换,之后检测到非数字(包括结束符 \0) 字符时停止转换,返回整型数。否则,返回零,

例如atoi("123abc")的返回值是123,字符串开头可以有若干空格,例如atoi(" -90.6-")的返回值是-90。如果字符串开头没有可识别的整数,例如atoi("asdf"),则返回0,而atoi("0***")也返回0,根据返回值并不能区分这两种情况,所以使用atoi函数不能检查出错的情况。下面要讲的strtol函数可以设置errno,因此可以检查出错的情况,在严格的场合下应该用strtol,而atoi用起来更简便,所以也很常用。

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main(void)
{
floatn;
char*str="12345.67";
n= atoi(str);
printf("string=%s integer=%f\n",str,n);
return0;
}

#include <stdlib.h>

double atof(const char *nptr);

atof把一个字符串开头可以识别成浮点数的部分转换成double型,相当于下面要讲的strtod(nptr, (char **) NULL);。字符串开头可以识别的浮点数格式和C语言的浮点数常量相同,例如atof("31.4")的返回值是31.4,atof("3.14e+1AB")的返回值也是31.4。atof也不能检查出错的情况,而strtod可以。

#include<stdlib.h>
int main()
{
char*a = "-100.23";
char*b = "200e-2";
doublec;
c= atof(a) + atof(b);
printf("c=%.2lf\n",c);
return0;
}
#include <stdlib.h>
long int strtol(const char *nptr, char**endptr, int base);

返回值:转换结果,出错时设置errnostrtol是atoi的增强版,主要体现在这几方面:

不仅可以识别十进制整数,还可以识别其它进制的整数,取决于base参数,比如strtol("0XDEADbeE~~", NULL, 16)返回0xdeadbee的值,strtol("0777~~",NULL, 8)返回0777的值。

endptr是一个传出参数,函数返回时指向后面未被识别的第一个字符。例如char *pos; strtol("123abc", &pos, 10);,strtol返回123,pos指向字符串中的字母a。如果字符串开头没有可识别的整数,例如char *pos; strtol("ABCabc", &pos, 10);,则strtol返回0,pos指向字符串开头,可以据此判断这种出错的情况,而这是atoi处理不了的。

如果字符串中的整数值超出long int的表示范围(上溢或下溢),则strtol返回它所能表示的最大(或最小)整数,并设置errno为ERANGE,例如strtol("0XDEADbeef~~", NULL, 16)返回0x7fffffff并设置errno为ERANGE。

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main(void)
{
char*string,*stopstring;
doublex;
intbase;
longl;
unsignedlong ul;
string="3.1415926This stopped it";
x=strtod(string,&stopstring);
printf("string=%s\n",string);
printf("strtod=%f\n",x);
printf("Stoppedscan at:%s\n",stopstring);
string="-10110134932This stopped it";
l=strtol(string,&stopstring,10);
printf("string=%s\n",string);
printf("strtol=%ld\n",l);
printf("Stopped scan at:%s\n",stopstring);
string="10110134932";
printf("string=%s\n",string);
for(base=2;base<=8;base*=2)
{
ul=strtoul(string,&stopstring,base);
printf("strtol=%ld(base%d)\n",ul,base);
printf("Stoppedscan at:%s\n",stopstring);
}
return0;
}

回想一下使用fopen的套路if ( (fp = fopen(...)) == NULL) { 读取errno },fopen在出错时会返回NULL,因此我们知道需要读errno,但strtol在成功调用时也可能返回0x7fffffff,我们如何知道需要读errno呢?最严谨的做法是首先把errno置0,再调用strtol,再查看errno是否变成了错误码。ManPage上有一个很好的例子:

strtol的出错处理:

#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h> int main(int argc, char *argv[])
{
intbase;
char*endptr, *str;
longval; 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;
val= strtol(str, &endptr, base); 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);
} printf("strtol()returned %ld\n", val); if(*endptr != '\0')
printf("Furthercharacters after number: %s\n", endptr); exit(EXIT_SUCCESS);
}
#include <stdlib.h>
double strtod(const char *nptr, char **endptr);

strtod()会扫描参数nptr字符串,跳过前面的空格字符,直到遇上数字或正负符号才开始做转换,到出现非数字或字符串结束时('\0')才结束转换,并将结果返回。若endptr不为NULL,则会将遇到不合条件而终止的nptr中的字符指针由endptr传回。参数nptr字符串可包含正负号、小数点或E(e)来表示指数部分。如123.456或123e-2。

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main(void)
{
char *endptr;
char a[] = "12345.6789";
char b[] = "1234.567qwer";
char c[] = "-232.23e4";
printf( "a=%lf\n", strtod(a,NULL) );
printf( "b=%lf\n", strtod(b,&endptr) );
printf( "endptr=%s\n", endptr );
printf( "c=%lf\n", strtod(c,NULL) );
return0;
}
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