重新编码 itoa：最小 int 错误

Question

我正在尝试重新编码 itoa 函数，给定一个 int，它将返回一个表示其十进制值的字符串。到目前为止，这些功能运行良好：

char        *ft_itoa(int n)
{
    char    s[1024];
    int     i;
    int     neg;

    i = 0;
    neg = 0;
    if (n == 0)
        s[i++] = '0';
    if (n < 0)
    {
        n = n * (-1);
        neg = 1;
    }
    while (n != 0)
    {
        s[i++] = (n % 10) + 48;
        n /= 10;
    }
    if (neg)
        s[i++] = '-';
    s[i] = '\0';
    return (ft_strrev(s));
}

除了最小的 int 值，-2147483648。在这种情况下，函数返回：

"-./,),(-*,("

威奇……很奇怪。请注意， ft_strrev 将反转结果并对其进行 malloc。有什么线索吗？

编辑：

这里有很多有趣的答案。我对缓冲区的最小尺寸特别感兴趣。使用limits.h 似乎可以解决问题，但我不允许 包含除stdlib.h 和string.h 之外的其他标头。我也受限于三个函数，malloc、free 和 write。但是，我确实从 libc 中重新编码了 strdup 和许多函数。

有人可以解释为什么那行会声明我需要的确切内存量：

char   buf[sizeof(int) * CHAR_BIT / 3 + 3];

还有，

使用无符号来计算数字可以避免 INT_MIN 的问题。 INT_MIN 的错误修复。

为什么？

Answer 1

您的代码有几个小问题：

• 缓冲区太大：包括符号和空终止符，24 字节就足够了。对于绝对可移植性，sizeof(int)*CHAR_BIT/3 + 3 的上限是正确的。 不是错误，而是浪费。

• 如果将数字从右到左存储到缓冲区中，则不需要最后的反向阶段，可以直接调用strdup()。 更简单更快。

• 使用unsigned 计算数字可以避免 INT_MIN 的问题。 修复了 INT_MIN 的错误。

• 循环查找i >= 10 并单独存储最后一位数字可避免0 的特殊情况。 更简单，更快，更少的部门。

• 您应该使用'0' 而不是硬编码ASCII 值48。 更具可读性和便携性。

这是修改后的版本：

#include <limits.h>

char *ft_itoa(int n) {
    char buf[sizeof(int)*CHAR_BIT/3 + 3];
    char *s;
    unsigned int v;

    v = n;
    if (n < 0) {
        v = -v;
    }
    s = buf + sizeof(buf);
    *--s = '\0';
    while (v >= 10) {
        *--s = '0' + v % 10;
        v /= 10;
    }
    *--s = '0' + v;
    if (n < 0)
        *--s = '-';
    return strdup(s);
}

如果您的系统上没有strdup，如果您从堆中分配字符串，它很容易实现并且非常有用。

Answer 2

避免int 溢出（if (n < 0) { n = n * (-1); 导致 OP 的问题）并接受黑暗（消极）的一面。由于负数int 比正数多，因此在负数上求和。

#include <limits.h>
char *ft_itoa(int n) {
  char s[50];
  // char s[1024];
  int i;
  int neg;

  i = 0;
  neg = 0;
  //if (n == 0)          // special case not need with do loop
  //    s[i++] = '0';

  if (n < 0) {           // Insure n is _not_ positive
    // n = n * (-1);
    neg = 1;
  } else {
    n = -n;              // no overflow possible here
  }
  // while (n != 0)
  do {
    // s[i++] = (n % 10) + 48;
    s[i++] = '0' - (n % 10);   // subtract
    n /= 10;
  } while (n);
  if (neg) s[i++] = '-';
  s[i] = '\0';
  return strdup(strrev(s));
}

对于清理后的版本

#include <limits.h>

// Compute max size need to represent an `int`
#define INT_DEC_SIZE (sizeof (int)*CHAR_BIT/3 + 3)

char *ft_itoa(int n) {
  char s[INT_DEC_SIZE];
  char *p = &s[sizeof s - 1];
  *p = '\0';
  int i = n;
  if (i > 0) {
    i = -i;
  }
  do {
    p--;
    *p = '0' - (i % 10);
    i /= 10;
  } while (i);
  if (n < 0) *(--p) = '-';
  return strdup(p);
}

INT_DEC_SIZE ref