3. 数值字符串转换函数

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2023-12-01

3. 数值字符串转换函数

#include <stdlib.h>

int atoi(const char *nptr);
double atof(const char *nptr);
返回值：转换结果

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，相当于下面要讲的strtol(nptr, (char **) NULL, 10);。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。

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>

long int strtol(const char *nptr, char **endptr, int base);
double strtod(const char *nptr, char **endptr);
返回值：转换结果，出错时设置errno

strtol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。

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。Man Page上有一个很好的例子：

例 25.10. strtol的出错处理

#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int base;
	char *endptr, *str;
	long val;

	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;    /* To distinguish success/failure after call */
	val = strtol(str, &endptr, base);

	/* Check for various possible errors */

	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);
	}

	/* If we got here, strtol() successfully parsed a number */

	printf("strtol() returned %ld\n", val);

	if (*endptr != '\0')        /* Not necessarily an error... */
		printf("Further characters after number: %s\n", endptr);

	exit(EXIT_SUCCESS);
}

strtod是atof的增强版，增强的功能和strtol类似。