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　　把字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù)

　　題目：輸入一個(gè)表示整數(shù)的字符串，把該字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù)并輸出。例如輸入字符串"345"，則輸出整數(shù)345。

　　分析：這道題盡管不是很難，學(xué)過C/C++語言一般都能實(shí)現(xiàn)基本功能，但不同程序員就這道題寫出的代碼有很大區(qū)別，可以說這道題能夠很好地反應(yīng)出程序員的思維和編程習(xí)慣，因此已經(jīng)被包括微軟在內(nèi)的多家公司用作面試題。建議讀者在往下看之前自己先編寫代碼，再比較自己寫的代碼和下面的參考代碼有哪些不同。

　　首先我們分析如何完成基本功能，即如何把表示整數(shù)的字符串正確地轉(zhuǎn)換成整數(shù)。還是以"345"作為例子。當(dāng)我們掃描到字符串的第一個(gè)字符'3'時(shí)，我們不知道后面還有多少位，僅僅知道這是第一位，因此此時(shí)得到的數(shù)字是3。當(dāng)掃描到第二個(gè)數(shù)字'4'時(shí)，此時(shí)我們已經(jīng)知道前面已經(jīng)一個(gè)3了，再在后面加上一個(gè)數(shù)字4，那前面的3相當(dāng)于30，因此得到的數(shù)字是3*10+4=34。接著我們又掃描到字符'5'，我們已經(jīng)知道了'5'的前面已經(jīng)有了34，由于后面要加上一個(gè)5，前面的34就相當(dāng)于340了，因此得到的數(shù)字就是34*10+5=345。

　　分析到這里，我們不能得出一個(gè)轉(zhuǎn)換的思路：每掃描到一個(gè)字符，我們把在之前得到的數(shù)字乘以10再加上當(dāng)前字符表示的數(shù)字。這個(gè)思路用循環(huán)不難實(shí)現(xiàn)。

　　由于整數(shù)可能不僅僅之含有數(shù)字，還有可能以'+'或者'-'開頭，表示整數(shù)的正負(fù)。因此我們需要把這個(gè)字符串的第一個(gè)字符做特殊處理。如果第一個(gè)字符是'+'號(hào)，則不需要做任何操作;如果第一個(gè)字符是'-'號(hào)，則表明這個(gè)整數(shù)是個(gè)負(fù)數(shù)，在最后的時(shí)候我們要把得到的數(shù)值變成負(fù)數(shù)。

　　接著我們?cè)囍幚矸欠ㄝ斎�。由于輸入的是指針，在使用指針之前，我們要做的第一件是判斷這個(gè)指針是不是為空。如果試著去訪問空指針，將不可避免地導(dǎo)致程序崩潰。另外，輸入的字符串中可能含有不是數(shù)字的字符。每當(dāng)碰到這些非法的字符，我們就沒有必要再繼續(xù)轉(zhuǎn)換。最后一個(gè)需要考慮的問題是溢出問題。由于輸入的數(shù)字是以字符串的形式輸入，因此有可能輸入一個(gè)很大的數(shù)字轉(zhuǎn)換之后會(huì)超過能夠表示的最大的整數(shù)而溢出。

　　現(xiàn)在已經(jīng)分析的差不多了，開始考慮編寫代碼。首先我們考慮如何聲明這個(gè)函數(shù)。由于是把字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù)，很自然我們想到：

　　int StrToInt(const char* str);

　　這樣聲明看起來沒有問題。但當(dāng)輸入的字符串是一個(gè)空指針或者含有非法的字符時(shí)，應(yīng)該返回什么值呢?0怎么樣?那怎么區(qū)分非法輸入和字符串本身就是”0”這兩種情況呢?

　　接下來我們考慮另外一種思路。我們可以返回一個(gè)布爾值來指示輸入是否有效，而把轉(zhuǎn)換后的整數(shù)放到參數(shù)列表中以引用或者指針的形式傳入。于是我們就可以聲明如下：

　　bool StrToInt(const char *str, int& num);

　　這種思路解決了前面的問題。但是這個(gè)函數(shù)的用戶使用這個(gè)函數(shù)的時(shí)候會(huì)覺得不是很方便，因?yàn)樗荒苤苯影训玫降恼麛?shù)賦值給其他整形變臉，顯得不夠直觀。

　　前面的第一種聲明就很直觀。如何在保證直觀的前提下當(dāng)碰到非法輸入的時(shí)候通知用戶呢?一種解決方案就是定義一個(gè)全局變量，每當(dāng)碰到非法輸入的時(shí)候，就標(biāo)記該全局變量。用戶在調(diào)用這個(gè)函數(shù)之后，就可以檢驗(yàn)該全局變量來判斷轉(zhuǎn)換是不是成功。

　　下面我們寫出完整的實(shí)現(xiàn)代碼。參考代碼：

　　enum Status {kValid = 0, kInvalid};

　　int g_nStatus = kValid;

　　///////////////////////////////////////////////////////////////////////

　　// Convert a string into an integer

　　///////////////////////////////////////////////////////////////////////

　　int StrToInt(const char* str)

　　{

　　g_nStatus = kInvalid;

　　longlongnum = 0;

　　if(str != NULL)

　　{

　　const char* digit = str;

　　// the first char in the string maybe '+' or '-'

　　bool minus = false;

　　if(*digit == '+')

　　digit ++;

　　else if(*digit == '-')

　　{

　　digit ++;

　　minus = true;

　　}

　　// the remaining chars in the string

　　while(*digit != '\0')

　　{

　　if(*digit >= '0' && *digit <= '9')

　　{

　　num = num * 10 + (*digit - '0');

　　// overflow

　　if(num>std::numeric_limits::max())

　　{

　　num = 0;

　　break;

　　}

　　digit++;

　　}

　　// if the char is not a digit, invalid input

　　else

　　{

　　num = 0;

　　break;

　　}

　　}

　　if(*digit == '\0')

　　{

　　g_nStatus = kValid;

　　if(minus)

　　num = 0 - num;

　　}

　　}

　　return static_cast(num);

　　}

　　討論：在參考代碼中，我選用的是第一種聲明方式。不過在面試時(shí)，我們可以選用任意一種聲明方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。但當(dāng)面試官問我們選擇的理由時(shí)，我們要對(duì)兩者的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。第一種聲明方式對(duì)用戶而言非常直觀，但使用了全局變量，不夠優(yōu)雅;而第二種思路是用返回值來表明輸入是否合法，在很多API中都用這種方法，但該方法聲明的函數(shù)使用起來不夠直觀。

　　最后值得一提的是，在C語言提供的庫函數(shù)中，函數(shù)atoi能夠把字符串轉(zhuǎn)換整數(shù)。它的聲明是int atoi(const char *str)。該函數(shù)就是用一個(gè)全局變量來標(biāo)志輸入是否合法的。

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