解题 - 模拟实现 atoi

news2024/9/20 9:42:31

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前言

一、atoi 函数是什么？

二、模拟实现 atoi

总结

前言

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索；

一、atoi 函数是什么？

atoi
int atoi(const char* str);
所要引用的头文件: <stdlib.h>
原理：将字符串转换为整数;解析c字符串str，将其内容解释为整数，并返回int类型的值。函数atoi 如果遇到空白字符便会跳过空白字符(利用库函数 isspace), 直到遇到第一个非空白字符才会正式开始，从此字符开始，可以识别+ 或者 - ；在此之后，如果是数字字符，便会将数字字符转换成数字，如果遇到的是非数字字符那么便会直接返回；
返回值：其返回类型为 int ;如果成功，该函数将转换后的整数作为整型值返回。如果转换后的值超出了int可表示值的范围，则会导致未定义的行为。

经过以上的讲述，我们可以提炼的atoi 函数的要求：

1、在字符串中如果首先遇到的是空白字符串，便会跳过这些空白字符串(可以利用库函数 isspace 进行操作)

2、可以识别 + 或者 - , 即atoi 返回的整型可以带上符号；

3、遇到数字字符便会将数字字符转换成数字；如果遇到非数字字符便会直接返回；

4、函数atoi 返回的值可能会存在超出int 所表示的数据的范围；

二、模拟实现 atoi

代码如下：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<ctype.h>
#include<limits.h>

enum Static
{
	INVALID,
	VALID
}sta = INVALID;//默认为非法

int my_atoi(const char* str)
{
	assert(str);//细节避空
	int flag = 1;//默认没有符号变为正值
	//如果传空字符串呢?
	if (*str == '\0')
	{
		return 0;//返回非法0
	}
	//跳过空白字符
	while (isspace(*str))//当*str 不为空白字符的时候， isspace(*str) 的返回值为0
	{
		str++;
	}
	//接收正负号
	if (*str == '-')
	{
		flag = -1;
		str++;
	}
	else if(*str == '+')
	{
		flag = 1;
		str++;
	}
	//else 便就是没有+ 或者 - ，于是乎默认为正值

	//后面的字符，如果是数字字符，便将数字字符转换成数字；如果遇到数字字符便直接返回
	long long ret = 0;//考虑到会超出int 类型的取值范围，于是将ret 的类型改为long long
	while (*str)
	{
		if (*str >= '0' && *str <= '9')//数字字符
		{
			ret = ret * 10 + flag *(*str - '0');//将正负号也考虑进去
			//判断是否超过int 类型的取值返回，超过便返回0，因为此时返回多少均无意义
			if (ret >= INT_MAX || ret <= INT_MIN)
			{
				return 0;
			}
			str++;//调整
		}
		else//非数字字符直接返回
		{
			return (int)ret;
		}
	}
	//来到此处便说明为合法
	if (*str == '\0')
	{
		sta = VALID;
	}
	return (int)ret;

}

int main()
{
	//模拟实现atoi
	//int atoi(conat char* str);

	char ch[20] = "   -112233";
	int ret = my_atoi(ch);
	if (sta)
		printf("合法返回：%d\n", ret);
	else
		printf("非法返回: %d\n", ret);
	

	return 0;
}

代码运行结果如下：

注：

为什么要创建一个枚举变量sta ?

因为在atoi 函数中，遇到空字符会返回0，便会与是不是因为该字符含有数字字符0而混淆；于是乎便利用枚举设置了两种状态：非法与合法来加以区分；当传过来的字符串为空字符串的之后，便返回非法0；

函数isspace 的工作原理？

isspace
int isspace(int c);
所要包含的头文件: <ctype.h>
参数的类型为int, 因为字符也可用ASCII码值来表示，况且字符的本质便是ASCII码值；
返回值：返回类型为int ;当isspace 的参数为空白字符时，便会返回一个非0值；倘若其参数为非空白字符的时候，便会返回0；

为什么变量ret 的类型不为int 而为 long long ?

因为还需要考虑一种情况：如果转换后的值超出了int可表示值的范围，那便返回一个非法0(标准未定义，但是在VS编译器下函数atoi 是这样处理的)；而倘若变量ret 的类型为int ,那么所计算得到的结果存入ret 之中，即使超过了int 类型的取值范围，由于会发生截断，那么也便不知道此结果是否超过int 的取值范围，故而变量ret 的类型需要是一个大于4byte 的类型，即为long long;

变量ret 的作用？

ret 会将获得的每一位数转换成一个整体；

将每一位数合成一个整体有两种方法角度：

1、从低位到高位：将获取到的数字乘以不断递增的10 的次方，可以利用循环，也可以利用库函数 pow;

2、从高位到低位：即 ret = ret* 10 + i; 其中 i 为获取到的每一位的数字，ret 要初始化为0；如果需要带有符号，可以这样处理： ret = ret * 10 + flag * i ; 其中 flag 代表着 + 或者 - ;