以正确的方式将字符串转换为整数

Question

我想验证字符串是否为有效整数。我可以只使用 64 位整数和函数，如 std::stoull 或 std::stoll，但我无法验证该值是否在给定范围内。

例如，我想要一个介于 0 和 UINT64_MAX 之间的整数。如果字符串是"-1"，我可以将其转换为long long，我会知道它是否定的。但是，如果字符串大于 signed long long 的最大值（通常为INT64_MAX），则溢出使其再次为负，而字符串为正整数。

一位朋友首先建议我检查减号，但我不喜欢这个解决方案，然后我考虑使用双精度，但是我知道使用双精度进行比较可能会很棘手，所以这就是我不确定的原因解决方案。

template <typename T>
inline bool is_between(const string &str,
                       T min = numeric_limits<T>::min(),
                       T max = numeric_limits<T>::max()) noexcept
{
    try {
        double value = stod(str);

        if (value < min || value > max)
            return false;
    } catch (...) {
        return false;
    }

    return true;
}

这个功能安全吗？因为我怕一串“1”会返回一个double值“0.9999999999”，那么它就不适合1到100之间的区间了。

那么我们可以这样使用函数：

cout << is_between<uint16_t>("0") << endl;
cout << is_between<uint16_t>("65535") << endl;
cout << is_between<uint16_t>("65535", 0, 2000) << endl;
cout << is_between<uint16_t>("-1") << endl;
cout << is_between<uint16_t>("800000") << endl;

Answer 1

您的函数不会出现您描述的错误，因为足够小的整数可以用浮点数精确表示。因此，1 的转换不能是 0.99999，因为如果 0.99999 可以用双精度表示，它们是不同的数字。可以将0.99999 转换为1。

但是，如果您有足够大的数字，则限制检查不起作用，因为 64 位双精度对于小数部分的位数（通常为 54，但标准中未定义）比 64 位整数少。例如，以下程序的输出是 1 而不是 0，好像它会具有更高的精度数字。

#include <iostream>
#include <string>

int main(){
  long long v=(1l << 54) +1;
  std::cout << v-static_cast<long long>(std::stod(std::to_string(v))) << std::endl;
}

如果你真的需要接近UINT64_MAX 的数字，最好使用像Boost multiprecision 这样的库。它有一个任意精度整数cpp_int，可以从std::string 构造。