自定义 strtoi 函数编译时问题答案

【问题标题】：Custom strtoi function compile time issue自定义 strtoi 函数编译时问题
【发布时间】：2020-02-28 08:35:54
【问题描述】：

我正在尝试实现一个非常简单的strtoi 函数。当动态创建传递的参数时它工作正常（下面的案例 2）。但是，如果 char 是由在编译时分配的 char[] 创建的，我会在 len 上得到一个常量值，因为 std::strlen(ch) 会扰乱我的逻辑，我找不到解决方案。

 int strtoi(char* ch)
 {   
  int sum {0};
  int len = static_cast<int>(std::strlen(ch));
  int skipLast = static_cast<int>(static_cast<int>(ch[0]) == 45);

  //Integer Method
  for(int i = len - 1; i >= 0 + skipLast; i--)
  {
    if(static_cast<int>(ch[i]) < 48 || static_cast<int>(ch[i]) > 57)
      return 0;
    sum += (ch[i]-48) * std::pow(10,i-skipLast);
  }

   sum = skipLast == 1 ? -sum : sum;
   return sum;
 }

int main()
{
  char pos[3] {'1','2','3'};
  std::cout << strtoi(pos) << std::endl;
  char neg[4] {'-','1','2','3'};
  std::cout << strtoi(neg) << std::endl;
  return 0;
}

返回：0 和 -123。我的函数中的len 变量在第一次调用时没有得到预期值，我认为这是因为neg[4] 分配了比pos[3] 更多的内存。但是，对于第二种情况：

int main()
{
  char* pos;
  pos = new char[3] {'1','2','3'};
  std::cout << strtoi(pos) << std::endl;
  char* neg;
  neg = new char[4] {'-','1','2','3'};
  std::cout << strtoi(neg) << std::endl;
  return 0;
}

返回123、-123。预期的结果。我猜这是因为在第一种情况下，编译器根据char[4] 数组为函数及其参数分配内存。它是否正确？对于第二种情况，它是如何工作的，编译器如何为动态变量的函数分配内存？使该功能适用于两种情况的可能解决方案是什么？提前感谢您的帮助。

【问题讨论】：

static_cast<int>(static_cast<int>(ch[0]) == 45) 是ch[0] == '-' 的一种非常复杂的说法。我还建议您学习改用std::isdigit 和ch[i]-'0'。并且一般停止使用magic numbers。
还要注意std::pow是一个浮点函数，它带来了处理浮点值的所有问题（如舍入错误）。还有其他方法可以使用 10 个装扮者，例如通过适当地初始化一个整数变量，然后在循环的每次迭代中将其乘以或除以 10。

标签： c++ c++11 compile-time-constant

【解决方案1】：

strlen 要求字符串以 null 结尾，如下所示：

char* pos = new char[4] {'1','2','3','\0'};
std::cout << strlen(pos) << "\n";  // Shows "3"

添加这个空终止符有一个简写：

const char[] pos = "123";
std::cout << strlen(pos) << "\n";  // Shows "3"
std::cout << sizeof(pot) << "\n";  // Shows "4"

我使用数组类型来表示 pos 只是为了说明它实际上是 4 个字符；您可以改用const char*（实际上这是典型的），但是sizeof 行将不起作用。

请注意，如果您分配这样的字符串文字，则以后不能在其上使用delete，而如果您使用new，则可以（并且应该）使用delete，或者对于数组使用delete[]。

【讨论】：

char* pos = new char[3] {'1','2','3','\0'}; 不正确。
@anastaciu 你是对的，感谢您指出这一点。我已经编辑了我的答案。

【解决方案2】：

您遇到的问题是您忘记了 C++ 中的 char 字符串实际上称为 null-terminated 字节字符串。

null-terminator 是所有标准字符串函数（如std::strlen）都会查找的内容，以了解字符串的结束位置。

您的字符串是 not 以空值结尾的，因此将它们传递给例如std::strlen 将导致 undefined behavior 超出数组或分配的内存范围，寻找这个不存在的空终止符。

要解决这个问题，您需要确保所有字符串都以 null 结尾：

// will create pos as an array of *four* characters, the last being the null-terminator
char pos[] = "123";

【讨论】：

【解决方案3】：

我已将您的代码修改如下：

int strtoi(char* ch, int len)
{
    int sum{ 0 };
    //int len = (std::strlen(ch));
    int skipLast = static_cast<int>(static_cast<int>(ch[0]) == 45);

    //Integer Method
    for (int i = len - 1; i >= 0 + skipLast; i--)
    {
        if (static_cast<int>(ch[i]) < 48 || static_cast<int>(ch[i]) > 57)
            return 0;
        sum += (ch[i] - 48) * std::pow(10, i - skipLast);
    }

    sum = skipLast == 1 ? -sum : sum;
    return sum;
}

int main()
{
    char pos[3]{ '1','2','3' };
    std::cout << strtoi(pos, 3) << std::endl;
    char neg[4]{ '-','1','2','3' };
    std::cout << strtoi(neg, 4) << std::endl;
    return 0;
}

strtoi 无法计算函数内的数组长度。您必须使用数组指针传递它，因为没有 '\0' 字符。这就是为什么当你将数组传递给函数时，你也必须传递数组的大小或长度。

以上修改代码的输出：

321

-321

【讨论】：