将字符串转换为整数类型 T，检查溢出

Question

目标是一个函数，给定一个包含数字的字符串和一个整数类型T，如果该值符合类型且没有溢出，则返回成功 + 转换后的值，否则返回失败。

在某些情况下，使用std::istringstream 从字符串中读取数字有效：

template<typename T>
std::pair<bool, T> decode(std::string s)
{
    T value;
    std::istringstream iss(s);
    iss >> std::dec >> value;
    return std::pair<bool, T>(!iss.fail(), value);
}

template<typename T>
void testDecode(std::string s)
{
    std::pair<bool, T> result = decode<T>(s);
    if (result.first)
        std::cout << +result.second;
    else
        std::cout << "ERROR";
    std::cout << std::endl;
}

int main()
{
    testDecode<int32_t>("12"); // 12
    testDecode<int16_t>("1000000"); // ERROR
    testDecode<int16_t>("65535"); // ERROR
    return 0;
}

但是，对于 8 位类型（因为它们被视为字符），它会失败：

    testDecode<uint8_t>("12"); // 49 !

负数也被错误地接受并解析为无符号类型：

    testDecode<uint16_t>("-42"); // 65494 !

这样的功能是由例如提供的。 std.conv.to 在 D 中，str::parse 在 Rust 中。什么是 C++ 等价物？

Answer 1

您的解决方案似乎很好。但是，如果您想要更好的编译时优化，您应该考虑进行模板特化。在提供的代码中，您根据类型进行分支。然而，这可能会被编译到代码中，而不是在编译时解析（已经有可能）。此外，如果您想根据类型添加额外的检查，该函数很快就会变得混乱。

我编写了我自己的转换代码版本，除了你的代码之外，它还检查是否为整数类型提供了科学记数法：

#include <type_traits>
#include <utility>
#include <string>
#include <limits>
#include <algorithm>

template <typename T>
auto to_T(const std::string &s) -> std::enable_if_t<std::is_floating_point<T>::value, std::pair<bool, T>>
{
    return std::pair<bool, T>{true, T(std::stold(s))}; //read the string into the biggest floating point possible, and do a narrowing conversion
}
template <typename T>
auto to_T(const std::string &s) -> std::enable_if_t<!std::is_floating_point<T>::value && std::is_signed<T>::value, std::pair<bool, T>>
{
    return ((long long)(std::numeric_limits<T>::min()) <= std::stoll(s) && //does the integer in the string fit into the types data range?
            std::stoll(s) <= (long long)(std::numeric_limits<T>::max()))
               ? std::pair<bool, T>{true, T(std::stoll(s))}
               : std::pair<bool, T>{false, 0}; //if yes, read the string into the biggest possible integer, and do a narrowing conversion
}
template <typename T>
auto to_T(const std::string &s) -> std::enable_if_t<!std::is_floating_point<T>::value && std::is_unsigned<T>::value, std::pair<bool, T>>
{
    return ((unsigned long long)(std::numeric_limits<T>::min()) <= std::stoull(s) && //does the integer in the string fit into the types data range?
            std::stoull(s) <= (unsigned long long)(std::numeric_limits<T>::max()))
               ? std::pair<bool, T>{true, T(std::stoull(s))}
               : std::pair<bool, T>{false, 0}; //if yes, read the string into the biggest possible integer, and do a narrowing conversion
}
template <typename T>
auto decode(const std::string &s) -> std::enable_if_t<std::is_floating_point<T>::value, std::pair<bool, T>>
{
    return s.empty() ? //is the string empty?
               std::pair<bool, T>{false, 0}
                     : to_T<T>(s); //if not, convert the string to a floating point number
}
template <typename T>
auto decode(const std::string &s) -> std::enable_if_t<!std::is_floating_point<T>::value && std::is_signed<T>::value, std::pair<bool, T>>
{
    return (s.empty() ||                                                 //is the string empty?
            std::find(std::begin(s), std::end(s), '.') != std::end(s) || //or does it not fit the integer format?
            std::find(std::begin(s), std::end(s), ',') != std::end(s) ||
            std::find(std::begin(s), std::end(s), 'e') != std::end(s) ||
            std::find(std::begin(s), std::end(s), 'E') != std::end(s))
               ? std::pair<bool, T>{false, 0}
               : to_T<T>(s); //if not, convert the string to a signed integer value
}
template <typename T>
auto decode(const std::string &s) -> std::enable_if_t<!std::is_floating_point<T>::value && std::is_unsigned<T>::value, std::pair<bool, T>>
{
    return (s.empty() ||                                                 //is the string empty?
            std::find(std::begin(s), std::end(s), '.') != std::end(s) || //or does it not fit the integer format?
            std::find(std::begin(s), std::end(s), ',') != std::end(s) ||
            std::find(std::begin(s), std::end(s), 'e') != std::end(s) ||
            std::find(std::begin(s), std::end(s), 'E') != std::end(s) ||
            std::find(std::begin(s), std::end(s), '-') != std::end(s))
               ? //or does it have a sign?
               std::pair<bool, T>{false, 0}
               : to_T<T>(s); //if not, convert the string to an unsigned integer value
}

这仍然需要在平台之间进行一些移植，因为std::stold、std::stoll 或std::stoull 可能不可用。但除此之外，它应该独立于平台类型的实现。

编辑：

我忘记了 decode 不应该读取数字，而是返回 0 的情况。现在已修复。

Answer 2

以下是使用istringstream 的直接方法以及解决它的注意事项：

template<typename T>
std::pair<bool, T> decode(std::string s)
{
    typedef std::pair<bool, T> Result;

    if (s.empty())
        return Result(false, 0);

    if (!std::numeric_limits<T>::is_signed && s[0] == '-')
        return Result(false, 0);

    if (sizeof(T) == 1)
    {
        // Special case for char
        std::pair<bool, short> result = decode<short>(s);
        if (!result.first)
            return Result(false, 0);
        if (!inrange(result.second, std::numeric_limits<T>::min(), std::numeric_limits<T>::max()))
            return Result(false, 0);
        return Result(true, (T)result.second);
    }
    else
    {
        T value;
        std::istringstream iss(s);
        iss >> std::dec >> value;
        return Result(!iss.fail(), value);
    }
}