【剑指offer】— 详解库函数atoi以及模拟实现atoi函数

 ꧁   各位大佬们好！很荣幸能够得到您的访问，让我们一起在编程道路上任重道远！꧂

* 博客专栏：【剑指offer】*

本篇内容简介：C语言库函数中的atoi函数详介以及模拟实现！

了解作者：励志成为一名编程大牛的学子，目前正在升大二的编程小白。

励志术语：编程道路的乏味，让我们一起学习变得有趣！

            

---

目录

前言

atoi函数功能介绍

atoi函数处理特殊情况

传递空指针

 空字符串

空格 

字符串 “ + ”与" - "

 越界访问

非数字字符串

 模拟实现atoi函数

实现转换成非法0与合法0

空指针

空字符串

空格

字符串" + "与" - "

非数字字符

越界访问

实现atoi函数整个源代码

结束语

---

前言

      首先介绍一下，这是一道来着《剑指offer 》面试题。

      atoi函数，是干什么的？我想这是很多人的疑问，我第一次见这个函数时，也是一脸懵b的，不过经过老师的详解以及自己的模拟实现，可以说把这个函数摸索了大概了，好，接下来给大家介绍atoi函数以及如何模拟实现atoi函数。

---

atoi函数功能介绍

我们来看库里面是什么介绍atoi函数的！

 我们可以看到库函数atoi的功能是将一段字符串转换为整数。

 而它用时所引用的头文件，是<stdlib.h>。

我们看一段代码，看它是如何将字符串转换成整数的。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	char arr[20] = "123456";
	int ret = atoi(arr);
	printf("%d\n", ret);//以%d的形式打印
	return 0;
}

运行结果：

这就说明了它真的将字符串转换成了整数。

atoi函数处理特殊情况

传递空指针

程序就会挂掉，像这样！

 空字符串

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	char arr[] = "";
	int ret = atoi(arr);
	printf("%d\n", ret);//以%d的形式打印
	return 0;
}

运行结果：

我们可以看到当转递空字符串时，它就返回一个0，我们现在先假设这个0是一个非法的0。

空格 

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	char arr[] = "  ";//返回0 假设这是一个合法的0
	char arr_1[20] = "  123456";
	int ret = atoi(arr);
	int ret_1 = atoi(arr_1);
	printf("%d\n", ret);//以%d的形式打印
	printf("%d\n", ret_1);
	return 0;
}

运行结果：

 我们可以看到有两种情况，一种是纯转递空格，它返回的也是0，假设这是个合法的0，当字符串前面有空格时，它会跳过空格，直接将后面的字符串转换为整型。

字符串 “ + ”与" - "

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	char arr[] = "-12345";//返回0 假设这是一个合法的0
	int ret = atoi(arr);
	printf("%d\n", ret);//以%d的形式打印
	return 0;
}

运行结果：

我们可以看到它会将字符串“+  -”的内容一起转换为整数打印出来。

 越界访问

所谓越界访问就是给定一个很大的字符串，这个字符串转换时，超过了 C语言规定的 INT_MAX值或者INT_MIN的值时，编译器会怎么做！

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	char arr[] = "+1234511111111111111";//返回很大一个数
	int ret = atoi(arr);
	printf("%d\n", ret);//以%d的形式打印
	return 0;
}

运行结果：

 可以看到，当越界时，它转换的是一个很大的数，我们在模拟实现时，可以将它转换为非法的0。

非数字字符串

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	char arr[] = "-1234abc";
	char arr_1[20] = "abcd";//返回0 假设这是一个合法的0
	int ret = atoi(arr);
	int ret_1 = atoi(arr_1);
	printf("%d\n", ret);//以%d的形式打印
	printf("%d\n", ret_1);
	return 0;
}

运行结果：

我们可以看到分为两种情况，当全是非数字字符串时，假设返回的是一个合法的0，但有其他数字字符串时，会直接不打印非数字字符串。

---

 模拟实现atoi函数

实现转换成非法0与合法0

我们可以枚举常量出来，表示当前的状态，默认转换是非法的0。

enum State
{
    VAILD,
    INVAILD
}Sta=INVAILD;//创造变量默认为非法

空指针

可以加上assert()函数断言，预防是空指针。

assert(str);

空字符串

若遇到空字符串（即 ‘\0’ 时），我们直接返回0，此时的0是一个非法的0。

if (*str == '\0')
    {
        return 0;
    }

空格

判断空格我们可以用isspace()这个函数，若是空格返回1，直接跳过空格。（需要引用头文件 #include<ctype.h>）

while (isspace(*str))
    {
        str++;
    }

字符串" + "与" - "

我们可以定义一个flag记录当前遇到的是哪个字符串，再跳过字符串" + "或者" - "。

int flag = 1;
    if (*str == '+')
    {
        flag = 1;
        str++;
    }
    else if (*str == '-')
    {
        flag = -1;
        str++;
    }

非数字字符

可以用isdigit来判断，是数字字符，返回1，进入代码继续执行，否则直接return ret;(ret为返回值)。

if (isdigit(*str))
        {
            ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');//减去字符0，才是数字0
        }

越界访问

可以看得到的这个字符串转换为整数后，是否大于INT_MAX或者小于INT_MIN，是返回非法0。

long long ret = 0;
    while (*str != '\0')
    {
        if (isdigit(*str))
        {
            ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');//减去字符0，才是数字0
            if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN)
            {
                return 0;
            }
        }
        else
        {
            return (int)ret;//强制类型转化为int（函数的返回值是int）
        }
        str++;
    }

---

实现atoi函数整个源代码

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<ctype.h>
#include<stdlib.h>
enum State
{
	VAILD,
	INVAILD
}Sta=INVAILD;//创造变量默认为非法
int my_atoi(const char* str)
{
	assert(str);
	if (*str == '\0')
	{
		return 0;
	}
	while (isspace(*str))
	{
		str++;
	}
	int flag = 1;
	if (*str == '+')
	{
		flag = 1;
		str++;
	}
	else if (*str == '-')
	{
		flag = -1;
		str++;
	}
	long long ret = 0;
	while (*str != '\0')
	{
		if (isdigit(*str))
		{
			ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');//减去字符0，才是数字0
			if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN)
			{
				return 0;
			}
		}
		else
		{
			return (int)ret;//强制类型转化为int（函数的返回值是int）
		}
		str++;
	}
	if (*str == '\0')
	{
		Sta = VAILD; //正常转换完了，到末尾的 \0
	}
	return (int)ret;


}
int main()
{
	char arr[20] = "-1234";
	int ret = my_atoi(arr);
	if (Sta == VAILD)
	{
		printf("合法转换:%d\n", ret);
	}
	else if (Sta == INVAILD)
	{
		printf("非法转换:%d\n", ret);
	}
	return 0;
}

---

结束语

模拟实现atoi函数就给大家介绍以及模拟实现完了，觉得学到一点的话，可以给博主三联哦！！！