C语言中实现atoi函数实现

目录

1. 函数声明与依赖库

2. 自定义枚举状态与全局变量

3. my_atoi函数逻辑

3.1 前导空白去除

3.2 符号位识别

3.3 初始数字字符检查

3.4 字符串转整数

3.5 输入字符串完整性检查

3.6 结果返回

4. main函数测试

在C语言编程实践中，atoi函数是一种广泛应用的标准函数，用于将ASCII字符串转换为等效的十进制整数值。本文将带领读者全面解析一个自定义实现的my_atoi函数，从源代码分析、执行流程直至关键逻辑详解。

先呈现my_atoi函数的核心实现(注释)：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
#include<ctype.h>

enum MyEnum
{
    my_yes,
    my_no
} my_if = my_no;

int my_atoi(const char* pa) {
    assert(pa != NULL);
    while (isspace(*pa))//isspace -- 判断是否为空格和其他
        pa++;

    //利用布尔判断
    bool a = 0;
    if (*pa == '+')
    {
        a = 0;
        pa++;
    }
    else if (*pa == '-')
    {
        a = 1;
        pa++;
    }
    else if (!isdigit(*pa)) { //判断是否为'1'~'10',条件为真的话直接返回0(节省时间)
        return 0;
    }

    //字符转换数字
    int num = 0;
    while (isdigit(*pa))//isdigit -- 检查字符是否为十进制数字
    {
        /*	遇到第一个字符'1'时，num = 0 * 10 + (1 - '0') = 0 + 1 = 1
            遇到第二个字符'2'时，num = 1 * 10 + (2 - '0') = 10 + 2 = 12
            遇到第三个字符'3'时，num = 12 * 10 + (3 - '0') = 120 + 3 = 123*/
        num = num * 10 + (*pa - '0');

        if (num > INT_MAX)
        {
            num = INT_MAX;
        }
        else if (num < INT_MIN)
        {
            num = INT_MIN;
        }
        pa++;
    }
    if (*pa == '\0')
    {
        my_if = my_yes;
    }
    return a ? -(int)num : (int)num;
}

int main() {
    printf("%d\n", my_atoi("252aaaa"));
    if (my_if == my_yes)
    {
        printf("合法");
    }
    else
    {
        printf("不合法");
    }
    return 0;
}

现在，我们按照逻辑顺序逐步解析my_atoi函数的各个部分：

1. 函数声明与依赖库

my_atoi函数接收一个指向字符串的指针作为参数，并返回相应的整数值。为此，该程序引入了几个必要的头文件：

• stdio.h：提供基本的输入输出操作，如printf。
• stdlib.h：定义了NULL常量以及INT_MAX和INT_MIN宏，分别代表整数的最大和最小值。
• stdbool.h：引入布尔类型bool，方便进行条件判断。
• assert.h：提供了assert宏，用于在运行时检查程序的逻辑错误。
• ctype.h：包含了isspace和isdigit函数，用于检测字符的类别，如是否为空白字符或数字。

2. 自定义枚举状态与全局变量

定义了一个名为Status的枚举类型，其中valid和invalid分别代表输入字符串是否为有效的整数。此外，创建了一个全局变量my_status初始化为invalid，用于在函数内部追踪和更新输入字符串的有效性。

3. my_atoi函数逻辑

3.1 前导空白去除

通过调用isspace函数遍历输入字符串，跳过开头的所有空白字符。

3.2 符号位识别

接着，检查当前字符是否为正负号，根据结果设置布尔变量is_negative。然后将指针input_str指向下一个待处理的字符。

3.3 初始数字字符检查

如果当前字符既非正负号又非数字（通过isdigit函数判断），则返回0，表示字符串不能转换为有效的整数。

3.4 字符串转整数

初始化整数变量result为0，然后逐个读取后续的数字字符并进行转换：

• 使用基数乘法原理将字符转换成对应的整数值。
• 在每次累加新数字的同时，检查计算结果是否超出INT_MAX或INT_MIN的范围，超出则将其截断至边界值。

3.5 输入字符串完整性检查

当循环结束后，检查当前字符是否为字符串结束符\0。如果是，则说明字符串已经完整地转换为整数，此时将全局变量my_status设为valid，表示输入字符串为合法整数格式。

3.6 结果返回

根据is_negative布尔变量的值，决定返回结果的正负，然后返回整数结果。

4. main函数测试

在main函数中，调用my_atoi函数将字符串 "252aaaa" 转换成整数，并打印结果。随后，根据全局变量my_status的状态判断输入字符串是否为合法整数，并相应输出“合法”或“不合法”。