在实现atoi之前我们先来了解一下atoi函数的作用是什么：
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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; }
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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ret ret = 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1 str++; } 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); } else printf("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！！
