将 char* 转换为 uint16_t 的安全且可移植的方法

Question

正如标题中提到的，我正在寻找一种将 char*（来自 argv）转换为 uint16_t 的方法。命令行参数是端口号，所以不能>到65535，也不能为负数。

目前，我这样做了（使用 -std=gnu99 编译）：

#include <stdbool.h>
#include <errno.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>

/*
 * Converts a string to an unsigned int and stores the result in "res".
 */
bool str_to_uint(const char* str, unsigned long int* res) {
    if (str[0] == '-')
        return false;
    char* first_wrong_character;
    uintmax_t result = strtoumax(str, &first_wrong_character, 10);
    if ((result == UINTMAX_MAX) && (errno == ERANGE))
        return false; // Overflow)
    if ((*str != '\0') && (*first_wrong_character != '\0'))
        return false; // Not everything has been converted
    if ((result == 0) && (str == first_wrong_character))
        return false; // Nothing to convert
    *res = result;
    return true;
}

/*
 * Converts a string to an uint16_t and stores the result in "res".
 */
bool str_to_uint16(const char* str, uint16_t* res) {
    unsigned long uint;
    if (!str_to_uint(str, &uint))
        return false;
    if (uint > UINT16_MAX)
        return false;
    *res = (uint16_t)uint;
    return true;
}

我不确定这是最好的方法，所以如果你能告诉我什么是好方法？

Answer 1

您可以使用strtol(3)，它能够在整数溢出的情况下返回错误（ERANGE），并简单地检查解析的整数与uint16_t容量相比是否太大：

#include <stdint.h> /* fixed-width integer types */
#include <stdlib.h> /* strtol */
#include <stdbool.h>
#include <errno.h>

static bool
str_to_uint16(const char *str, uint16_t *res)
{
  long int val = strtol(str, NULL, 10);
  if (errno == ERANGE || val > UINT16_MAX || val < 0)
    return false;
  *res = (uint16_t) val;
  return true;
}

编辑

由于问题涉及 C99，如果我包含更好的错误管理（感谢 @nwellnhof 和 @chux），我会说下面的版本应该是正确的候选者：

#include <inttypes.h> /* strtoimax */

static bool
str_to_uint16(const char *str, uint16_t *res)
{
  char *end;
  errno = 0;
  intmax_t val = strtoimax(str, &end, 10);
  if (errno == ERANGE || val < 0 || val > UINT16_MAX || end == str || *end != '\0')
    return false;
  *res = (uint16_t) val;
  return true;
}

它成功了：

• 1981
• 65535 (UINT16_MAX)

它返回一个转换错误（如预期）：

• 65536 (UINT16_MAX+1)
• a1981
• 1981a
• abcd
• 9223372036854775808（INTMAX_MAX+1：在这种情况下出现ERANGE）
• -9223372036854775809（INTMAX_MIN-1：在这种情况下出现ERANGE）

Answer 2

没有必要使用strtoumax。我会选择更便携的strtol。错误处理也可以简化为：

bool str_to_uint16(const char *str, uint16_t *res) {
    char *end;
    errno = 0;
    long val = strtol(str, &end, 10);
    if (errno || end == str || *end != '\0' || val < 0 || val >= 0x10000) {
        return false;
    }
    *res = (uint16_t)val;
    return true;
}