【字符串处理算法】字符串转换为整数的算法设计及C代码实现

一、需求描述
输入一个由数字构成的字符串，编写程序将该字符串转换为整数并输出。

例如，如果输入的字符串是“12345”，那么输出的整数是12345。注意，不要使用C语言的库函数atoi。
 
二、算法设计
我们都知道，如果给定一个整数123，那么其表示方法是：123=1*100+2*10+3。也就是说，一个整数是由其各位上的数字按照位数求和组成的。

因此，这个需求的解决方法很简单，只要将字符串中的各位数字按照其位数相加就行了。在此过程中，要考虑一些特殊情况。

程序的总体流程如图1所示。

图1 程序的总体流程
 
三、特殊流程考虑
在编写程序的过程中，我们要对输入的数字串的长度及格式多做考虑，如：
1.如果输入的字符串中包含了除数字之外的其它字符，那么程序直接返回，不进行后续处理。

2.如果数字串是以一个或多个字符0开头的，则要先将其去掉之后再进行后续处理。

3.因为在C语言中，整型(int)所能表示的最大数为2147483647，所以如果输入的数字串大于了“2147483647”，那么程序直接返回，不进行后续处理。
 
四、程序代码
 

/**********************************************************************
* 版权所有 (C)2016, Zhou Zhaoxiong。
*
* 文件名称： StrToInt.c
* 文件标识： 无
* 内容摘要： 将字符串转换为整数
* 其它说明： 例如, 将"123"转换为123
* 当前版本： V1.0
* 作    者： Zhou Zhaoxiong
* 完成日期： 20160218
*
**********************************************************************/
#include
#include    // 由于在代码中使用了INT_MAX, 因此要包含该头文件

// 重新定义数据类型
typedef signed   char  INT8;
typedef          int   INT32;
typedef unsigned int   UINT32;

// 函数声明
INT32 CalIntVal(INT32 iBitLen);
INT32 JudgeIfOverFlow(INT8 *pszTestStr);

/**********************************************************************
* 功能描述： 主函数
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 0-执行成功   其它-执行失败
* 其它说明： 无
* 修改日期        版本号     修改人            修改内容
* ---------------------------------------------------------------------
* 20160218        V1.0     Zhou Zhaoxiong        创建
***********************************************************************/
INT32 main()
{
INT8   szInputStr[100] = {0};
INT8   szTestStr[100]  = {0};
INT32  iResultInt      = 0;    // 转换之后的整数最大支持2147483647
UINT32 iPosFlag        = 0;
UINT32 iTestStrLen     = 0;
UINT32 iBitVal         = 0;
INT32  iRetVal         = 0;

printf("Max value of int is %d\n", INT_MAX);   // 求出int的最大值

printf("Please input the string: \n");
scanf("%s", szInputStr);
printf("InputStr=%s\n", szInputStr);

// 判断输入的字符串中是否有除数字之外的其它字符, 若有, 则直接退出
for (iPosFlag = 0; iPosFlag < strlen(szInputStr); iPosFlag ++)
{
if (szInputStr[iPosFlag] < '0' || szInputStr[iPosFlag] > '9')
{
printf("%s is not a digital string, please check!\n", szInputStr);
return -1;
}
}

// 如果字符串前面有字符0, 则将其去掉
iPosFlag = 0;
while (szInputStr[iPosFlag] == '0')
{
iPosFlag ++;
}

// 获取去除0之后的字符串值
strncpy(szTestStr, szInputStr+iPosFlag, strlen(szInputStr)-iPosFlag);

// 判断字符串是否大于2147483647, 若是, 则直接退出
iRetVal = JudgeIfOverFlow(szTestStr);
if (iRetVal != 0)
{
printf("%s is bigger than INT_MAX(2147483647), please check!\n", szTestStr);
return -1;
}

// 计算字符串对应的整数值
iTestStrLen = strlen(szTestStr);
iResultInt = 0;
for (iPosFlag = 0; iPosFlag < iTestStrLen; iPosFlag ++)
{
iBitVal = szTestStr[iPosFlag] - '0';    // 计算每一位对应的数字
iResultInt = iResultInt + iBitVal * CalIntVal(iTestStrLen-iPosFlag);
}

printf("ResultInt=%d\n", iResultInt);

return 0;
}

/**********************************************************************
* 功能描述： 判断输入的字符串是否溢出
* 输入参数： pszTestStr-测试字符串
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 1-溢出  0-未溢出
* 其它说明： 判断字符串是否大于2147483647, 若是, 则溢出
* 修改日期          版本号         修改人          修改内容
* ---------------------------------------------------------------
* 20160218          V1.0       Zhou Zhaoxiong        创建
***********************************************************************/
INT32 JudgeIfOverFlow(INT8 *pszTestStr)
{
UINT32 iTestStrLen         = 0;
INT8   szProcessedStr[100] = {0};
INT8   szMaxValOfInt[100]  = {0};

snprintf(szMaxValOfInt, sizeof(szMaxValOfInt)-1, "%d", INT_MAX);   // 求出int的最大值

iTestStrLen = strlen(pszTestStr);

if (iTestStrLen > strlen(szMaxValOfInt))         // 长度超过
{
return 1;
}
else if (iTestStrLen == strlen(szMaxValOfInt))   // 长度相等
{
if (strcmp(pszTestStr, szMaxValOfInt) > 0)   // 溢出
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
else     // 测试字符串长度小于"2147483647"的长度, 未溢出
{
return 0;
}
}

/**********************************************************************
* 功能描述： 求字符串中的每一位所对应的整数值
* 输入参数： iBitLen-对应整数的第多少位
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 该位所对应的整数值
* 其它说明： 无
* 修改日期          版本号         修改人          修改内容
* ---------------------------------------------------------------
* 20160218          V1.0       Zhou Zhaoxiong        创建
***********************************************************************/
INT32 CalIntVal(INT32 iBitLen)
{
if (iBitLen == 1)   // 个位
{
return 1;
}
else
{
return 10 * CalIntVal(iBitLen-1);
}
}

 
五、程序测试
我们将编写好的程序“StrToInt.c”上传到Linux机器，并使用“gcc -g -o StrToIntStrToInt.c”命令对该程序进行编译，生成“StrToInt”文件。下面对程序进行详细的测试。

1.输入字符串为“12345”时，程序运行情况如下：
Max value of int is 2147483647
Please input the string:
12345
InputStr=12345
ResultInt=12345
 
2.输入字符串为“-12345”时，程序运行情况如下：
Max value of int is 2147483647
Please input the string:
-12345
InputStr=-12345
-12345 is not a digital string, please check!
 
3.输入字符串为“123456a”时，程序运行情况如下：
Max value of int is 2147483647
Please input the string:
123456a
InputStr=123456a
123456a is not a digital string, please check!
 
4.输入字符串为“012345”时，程序运行情况如下：
Max value of int is 2147483647
Please input the string:
012345
InputStr=012345
ResultInt=12345
 
5.输入字符串为“0123450”时，程序运行情况如下：
Max value of int is 2147483647
Please input the string:
0123450
InputStr=0123450
ResultInt=123450
 
6.输入字符串为“2147483647”时，程序运行情况如下：
Max value of int is 2147483647
Please input the string:
2147483647
InputStr=2147483647
ResultInt=2147483647
 
7.输入字符串为“2147483648”时，程序运行情况如下：
Max value of int is 2147483647
Please input the string:
2147483648
InputStr=2147483648
2147483648 is bigger than INT_MAX(2147483647), please check!
 
8.输入字符串为“123456789012”时，程序运行情况如下：
Max value of int is 2147483647
Please input the string:
123456789012
InputStr=123456789012
123456789012 is bigger than INT_MAX(2147483647), please check!
 
可见，对于上面考虑到的几种特殊情况，程序均能做出正确的处理。
 
六、需求扩展
基于本文中的需求和程序，我们可考虑对需求进行以下扩展：
1.不限制输入的字符串中只能包含数字，也可以在开头包含“+”或“-”。如果字符串是以“+”开头，那么最后输出的整数是正整数；如果字符串是以“-”开头，那么最后输出的整数是负整数。

2.如果输入的数字串大于了“2147483647”，那么程序直接输出整数值为2147483647。