C语言模拟实现：atoi函数

在实现atoi之前我们先来了解一下atoi函数的作用是什么：

 

目录

 

1.实例演示

2.模拟实现 

2.1 判断是否为空指针

2.2判断是否为空字符串

 2.3判断正负号

 2.4判断非数字字符

2.5判断是否越界

2.6完整代码

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1.实例演示

//实例演示
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{printf("%d\n", atoi("0"));printf("%d\n", atoi("1234"));printf("%d\n", atoi("-1234"));printf("%d\n", atoi("+1234"));printf("%d\n", atoi("12a4"));return 0;
}

 

2.模拟实现 

 如果单从对atoi函数的解释上来看，就是将字符串转化为整数，如果只是简单的按照将字符串转化为整数的思路来模拟实现atoi函数，也可以，但是远远不够，但是还是给大家来演示一下：

要想将字符数字转化为整数数字，之前提到过：数字1加上字符0就转化为了字符1

（1 + '0' = '1'） ，给字符1减去字符0就得到了数字1（'1' - '0' = 1），所以在模拟实现atoi的时候就可以使用这样的方法，使用指针来遍历字符串，给第一个字符减字符0得到该数字，然后地址加一转化第二个字符，直到遇到'\0'.

//模拟实现
#include <stdio.h>
int my_atoi(const char* str)
{int ret = 0;while (*str){//将转化后的值赋值给retret = ret * 10 + (*str - '0');//ret = 0   * (10 + '1') - '0'//ret = 1   * (10 + '2') - '0'//ret = 12  * (10 + '3') - '0'//ret = 123 * (10 + '4') - '0'//ret = 1234//转化成功之后地址加1str++;}return ret;
}
int main()
{char str[] = {"1234"};int ret = my_atoi(str);printf("%d\n", ret);return 0;
}

虽然这样实现可以将字符串转化为整数，但是还是存在许许多多的问题：

1. 如果传递的是空指针

2. 如果传递的是空字符串

3. 如果传递的是带'+'、'-'的字符串

4. 如果传递的是非数字字符

5. 转化之后的值越界

 所以以上的问题都是在写代码的时候要考虑的，那么接下来我们来一一的解决：

2.1 判断是否为空指针

判断一个指针是否为空指针，用到assert这个宏来断言，但是在使用这个宏时需要包含头文件<assert.h>

#include <assert.h>
int my_atoi(const char* str)
{//1.//判断是否为空指针//assert来断言assert(str);
}

2.2判断是否为空字符串

若为空字符串，那么它的整个字符串都是'\0'，所以要通过指针来判断它是否为'\0'，如果为'\0'，那么就要返回0，但是存在一个问题，如果传给atoi的就是字符0呢？，那也返回的是0，那到底返回的0是合法转化还是非法转化的呢？因此我们需要进行判断。在这里可以使用枚举，将非法和合法都列举出来，然后先将其设置为非法，如果是合法的转化，在后面的设置中将其转化为合法就可以了。

enum State
{VALID,     //合法INVALID    //非法
};
//先将State设置为非法enum State date = INVALID;
int my_atoi(const char* str)
{//1.//判断是否为空指针//assert来断言assert(str);//2.//判断是否为空字符串if (*str == '\0'){return 0;   //这里返回的时候，date还是非法，所以表示非法转化}
}

 2.3判断正负号

 判断正负这一步需要在转化字符为数字的时候将正负号添加进去，因此我们可以设置一个标记正负号的值，如果为正号就不变，若为负号就变为负数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
enum State
{VALID,     //合法INVALID    //非法
};
//先将State设置为非法enum State date = INVALID;
int my_atoi(const char* str)
{//1.//判断是否为空指针//assert来断言assert(str);//2.//判断是否为空字符串if (*str == '\0'){return 0;   //这里返回的时候，date还是非法，所以表示非法转化}//3.//判断正负int flag = 0;if (*str == '+'){flag = 1;str++;}else if (*str == '-'){flag = -1;str++;}
}

 2.4判断非数字字符

在之前的字符分类函数中提到过判断数字字符，其中有一个函数是isdigit，它是用来判断10进制的数字,它在使用的时候需要包含头文件<ctype.h>

//4.//判断是否为非数字字符long long ret = 0;  //设置一个值来进行存放转化之后的值//这里使用long long类型的ret是为了在转化的时候防止转换之后的值溢出while (*str){if (isdigit(*str))   //isdigit函数是用来判断是否为10进制的数字{ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');  //如果为10进制数字就正常转化//将flag也引入来表示正、负数}else   //如果不为10进制的数字就将之前转化的返回{return (int)ret;  //因为ret是long long类型，而atoi的返回类型是int所以要强制类型转化}str++;}

2.5判断是否越界

整形的最大值是一个INT_MAX的值，最小值是一个INT_MIN的值，所以我们需要将转化之后的值进行判断，如果转换之后在这个范围内，那表示正常转化，如果超出了这个范围，则表示非法转化，在使用时需要包含头文件<limits.h>

//4.//判断是否为非数字字符long long ret = 0;  //设置一个值来进行存放转化之后的值//这里使用long long类型的ret是为了在转化的时候防止转换之后的值溢出while (*str){if (isdigit(*str))   //isdigit函数是用来判断是否为10进制的数字{ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');  //如果为10进制数字就正常转化//将flag也引入来表示正、负数//5.//判断是否越界if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN){return (int)ret;}}else   //如果不为10进制的数字就将之前转化的返回{return (int)ret;  //因为ret是long long类型，而atoi的返回类型是int所以要强制类型转化}str++;}//正常遍历完字符串之后if (*str == '\0'){//当正常转化完之后，将date赋值为合法date = VALID;}return (int)ret;

2.6完整代码

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <ctype.h>
#include <limits.h>enum State
{VALID,     //合法INVALID    //非法
};
//先将State设置为非法
enum State date = INVALID;
int my_atoi(const char* str)
{//1.//判断是否为空指针//assert来断言assert(str);//2.//判断是否为空字符串if (*str == '\0'){return 0;   //这里返回的时候，date还是非法，所以表示非法转化}//3.//判断正负int flag = 0;if (*str == '+'){flag = 1;str++;}else if (*str == '-'){flag = -1;str++;}//4.//判断是否为非数字字符long long ret = 0;  //设置一个值来进行存放转化之后的值//这里使用long long类型的ret是为了在转化的时候防止转换之后的值溢出while (*str){if (isdigit(*str))   //isdigit函数是用来判断是否为10进制的数字{ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');  //如果为10进制数字就正常转化//将flag也引入来表示正、负数//5.//判断是否越界if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN){return (int)ret;}}else   //如果不为10进制的数字就将之前转化的返回{return (int)ret;  //因为ret是long long类型，而atoi的返回类型是int所以要强制类型转化}str++;}//正常遍历完字符串之后if (*str == '\0'){//当正常转化完之后，将date赋值为合法date = VALID;}return (int)ret;}
int main()
{char str[] = { "-123456" };printf("转化前:> %s\n", str);int ret = my_atoi(str);if (date == INVALID){printf("非法转化:> %d\n", ret);}elseprintf("合法转化:> %d\n", ret);return 0;
}

总结：

1. 模拟实现atoi函数时不能只简单的去将数字字符转化为整数，还得考虑其它因素（空指针、空字符串、正负数、是否为数字字符、越界）。

2. 使用各种辅助函数时对应头文件的包含。

3. 熟悉字符分类函数。

4. 字符数字如何转化为整数数字

关于atoi函数的模拟实现就写到这里，如果大家喜欢，请留下你的三连，抱拳感谢了！！