库函数 atoi 与 stoi
atoi (ASCII to Integer) 是一个常见的 C 语言库函数，用于将字符串转换为整数。stoi 是 C++标准库中的一个函数，也用于将字符串转换为整数类型。它们的函数原型如下：
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int atoi(const char* str);
// str: 以 null 结尾的 C 风格字符串(字符数组)
int stoi(const string& str, size_t* pos = nullptr, int base = 10);
// str: 要转换的字符串
// pos(可选): 指向 size_t 类型的指针，用于存储转换后整数的位置
// base(可选): 整数，指定要使用的进制，默认是10进制。可以设置为2到36之间的值
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使用案例
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#include <iostream>
#include <iomanip> // 包含 setw
using namespace std;
vector<string> test_case = {"123", "-123", "-0", "0",
"-00123", "00123",
"1111111111111", "-1111111111111",
" -10", " 10", " ", "",
"abc", "abc-1", " -100abc-1", "100 100",
};
int main() {
for (string s: test_case) {
cout << "atoi(\"" + s + "\"): " << std::setw(30) << std::left << atoi(s.c_str()) << '\t';
cout << "stoi(\"" + s + "\"): " ;
try {
cout << stoi(s);
} catch (const std::invalid_argument& e) {
cout << "[Invalid argument exception]: " << e.what();
} catch (const std::out_of_range& e) {
cout << "[Out of range exception]: " << e.what();
}
cout << endl;
}
return 0;
}
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输出结果如下：
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atoi("123"): 123 stoi("123"): 123
atoi("-123"): -123 stoi("-123"): -123
atoi("-0"): 0 stoi("-0"): 0
atoi("0"): 0 stoi("0"): 0
atoi("-00123"): -123 stoi("-00123"): -123
atoi("00123"): 123 stoi("00123"): 123
atoi("1111111111111"): -1285418553 stoi("1111111111111"): [Out of range exception]: stoi: out of range
atoi("-1111111111111"): 1285418553 stoi("-1111111111111"): [Out of range exception]: stoi: out of range
atoi(" -10"): -10 stoi(" -10"): -10
atoi(" 10"): 10 stoi(" 10"): 10
atoi(" "): 0 stoi(" "): [Invalid argument exception]: stoi: no conversion
atoi(""): 0 stoi(""): [Invalid argument exception]: stoi: no conversion
atoi("abc"): 0 stoi("abc"): [Invalid argument exception]: stoi: no conversion
atoi("abc-1"): 0 stoi("abc-1"): [Invalid argument exception]: stoi: no conversion
atoi(" -100abc-1"): -100 stoi(" -100abc-1"): -100
atoi("100 100"): 100 stoi("100 100"): 100
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两者差异
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atoi |
stoi |
| C++标准 |
C 标准库函数 |
C++标准库函数 |
| 参数 |
const char* str：C 风格字符数组指针 |
const string& str：字符串
size_t* pos = nullptr：转换后结果的存储位置
int base = 10：整数的进制，默认 10 进制 |
| 错误处理 |
没有提供错误处理机制：
- 字符串无法转换为整数，返回 0
- 转换后的值超出目标类型的范围，返回溢出值 |
提供错误处理机制：
- 字符串无法转换为整数，抛出 invalid_argument 异常
- 转换后的值超出目标类型的范围，抛出 out_of_range 异常 |
atoi 与 stoi 对空格和非数字字符的处理类似：
- 忽略字符串开头的空格字符，遇到中间的空格或非数字字符会停止转换
- 当前的转换值非空则返回，若没有转换值
atoi 返回 0，stoi 抛出 invalid_argument 异常
建议使用 stoi 函数，因为它提供了更好的错误处理和更严格的转换规则，也包含更多功能。如果使用 C 语言，或者仅考虑简单的转换，atoi 函数也可以满足需求。
实现自己的 atoi
需要考虑各种边界条件，面对溢出和非法字符返回 0 或抛出异常
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#include <iostream>
using namespace std;
vector<string> test_case = {"123", "-123", "-0", "0",
"-00123", "00123",
"1111111111111", "-1111111111111",
" -10", " 10", " ", "",
"abc", "abc-1", " -100abc-1", "100 100",
};
// string 2 int [-2^31, 2^31-1] [-2147483648, 2147483647]
int myAtoi(const char* str) {
if (str == NULL) return 0;
int res = 0, sign = 1, i = 0;
// 忽略字符串开头空格
while (str[i] == ' ') i++;
// 整数符号判断
if (str[i] == '-' || str[i] == '+') {
sign = str[i++] == '-' ? -1 : 1;
}
// 没有有效转化数字
if (!(str[i] >= '0' && str[i] <= '9')) {
throw std::invalid_argument("no conversion");
// return 0;
}
// 计算数字
for (; str[i]; i++) {
// 非数字字符直接终止
if (!(str[i] >= '0' && str[i] <= '9')) {
return res * sign;
}
// 处理溢出
if (res > INT_MAX / 10 || (res == INT_MAX/10 && str[i] > '7')) {
throw std::out_of_range("out of range");
// return sign == 1 ? INT_MAX : INT_MIN;
}
res = res * 10 + str[i] - '0';
}
return res * sign;
}
int main() {
for (string s: test_case) {
cout << "string2int(\"" + s + "\"): ";
try {
cout << myAtoi(s.c_str());
} catch (const std::invalid_argument& e) {
cout << "[Invalid argument exception]: " << e.what();
} catch (const std::out_of_range& e) {
cout << "[Out of range exception]: " << e.what();
}
cout << endl;
}
return 0;
}
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Reference
Alfly