【C语言】atoi函数的使用及模拟实现

atoi (ascii to integer)，是把参数 str 所指向的字符串转换为一个整数（int类型）的库函数。

使用场景

引子：

有兴趣的朋友可以听我逐句翻译一下cpluscplus.com里的这段解释（要考六级了练一下）：

将字符串转换为整型

解析C-字符串str，将它的所含物解释为一个整数，将这个整数作为int类型的值返回。

这个函数首先丢弃必要数量的空白字符（像isspace），直到第一个非空白字符被找到。然后，从这个字符开始，接受一个可选的初始正号或负号，后面跟着尽可能多的十进制数字，并将它们解释为数字值。

这个字符串能够在组成整数的字符后面容纳额外的字符，这些字符会被忽略且对这个函数的行为没有影响。

如果str中非空白字符的第一个序列不是一个有效整数，或者这个序列不存在因为str要么是空字符要么只含有空白字符，那就不发生转换并将0作为返回值。

参数

以一个整数形式开始的C-字符串。

返回值

成功情况下，这个函数返回被转换的int类型的整数。

如果被转换的值超出了int能代表的最大范围，会导致未定义的行为。如果有可能的话，可以参阅strtol，以获得更健壮的跨平台替代方案。

atoi函数介绍

头文件

#include<stdlib.h>

原型 

int atoi(const char *str)

功能

把参数 str 所指向的字符串转换为一个整数（类型为 int 型）。

返回值

返回转换后的整数，如没有执行有效的转换，返回零。

注意

转换时会先跳过前面的空格字符，直到遇上数字或正负符号才开始转换。遇到非数字或'\0'，结束转换，并将结果返回。如果第一个字符不是数字，就直接返回0；

使用案例

光说难以理解，写一段代码来感受一下这个函数的使用吧：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//atoi需要的头文件
int main()
{
	char str1[] = "123star123";
	char str2[] = "star123";
	char str3[] = " -123";//注意负号
	char str4[] = "123 456";//注意中间的空白字符
	
	int r1 = atoi(str1);
	int r2 = atoi(str2);
	int r3 = atoi(str3);
	int r4 = atoi(str4);
	
	printf("%d %d %d %d\n", r1,r2,r3,r4);
	
	return 0;
}

而这是我们输出的结果： 

而还有更加特殊的情况：

如果给atoi传一个空指针（NULL），会发生下面的情况：

int ret = atoi(NULL);
printf("%d", ret);

 程序直接崩溃了。

还有，字符串的数字大小超过了整型数字的取值范围：

可以看到，我们明明给的是2147483648，得到的结果却是2147483647，因为这是int最大能代表的值， 这是因为当字符串的数字大小超过了int类型的取值范围时，这个函数返回时会变为int的最大或最小值。

有了上面这些例子，关于atoi函数，我们可以总结出几个特点：

1.当字符串中的数字被非10进制字符隔开时，atoi函数会返回当前位置之前的数字；

2.atoi函数会根据字符串内容自动判断整数的正负；

3.atoi函数会自动跳过开头的空白字符；

4.当参数传入NULL时会报错；传入空字符串时，返回值为0；

5.当字符串的数字大小超过了整型数字的取值范围时，返回时会变为整型数据的最大或最小值；

atoi函数模拟实现

既然我们已经知道了这个函数的实现逻辑，我们就能根据这些实现逻辑，自己写出一个模拟的atoi函数：

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>//isspace需要的头文件
#include<stdlib.h>

int my_atoi(const char* str)
{
	if (str == NULL||'\0')//判断str为NULL或空白字符串的特殊情况
		return 0;

	while (isspace(*str))//处理开头的空白字符
	{
		str++;
	}

	int flag = 1;//flag来代表数字正负
	if (*str == '+')
	{
		flag = 1;
		str++;
	}
	else if (*str == '-')
	{
		flag = -1;
		str++;
	}
	
	long long ret = 0;//用long long类型变量来存储字符串数字，因为字符串里的数字可能大于int的最大值
	while (*str)//*str != '\0'
	{
		if (isdigit(*str))//如果这一位是10进制数
		{
			ret = ret * 10 + (*str - '0')*flag;
			str++;
			if (ret > INT_MAX)
				return INT_MAX;//如果已经超出int最大范围了，就返回int类型最大值
			if (ret < INT_MIN)
				return INT_MIN;//如果已经小于int最大范围了，就返回int类型最小值
		}
		
		else//如果这一位遇到非10进制数就直接返回当前值
		{
			return (int)ret;//别忘记强转回int
		}
	}
	return (int)ret;
}

vs运行效果参考：

那么到此，atoi函数的使用和模拟的讲解就结束了，祝阅读愉快。