安全地将std::string_view转换为int（例如stoi或atoi）

Question

安全地将std::string_view转换为int（例如stoi或atoi）

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是否有一种安全标准的方法将std::string_view转换为int？

自从C++11出现后，我们可以使用stoi将std::string转换为int：

  std::string str = "12345";
  int i1 = stoi(str);              // Works, have i1 = 12345
  int i2 = stoi(str.substr(1,2));  // Works, have i2 = 23

  try {
    int i3 = stoi(std::string("abc"));
  } 
  catch(const std::exception& e) {
    std::cout << e.what() << std::endl;  // Correctly throws 'invalid stoi argument'
  }

但是 stoi 不支持 std::string_view。因此，我们可以使用 atoi，但是必须非常小心，例如：

  std::string_view sv = "12345";
  int i1 = atoi(sv.data());              // Works, have i1 = 12345
  int i2 = atoi(sv.substr(1,2).data());  // Works, but wrong, have i2 = 2345, not 23

因此atoi也不起作用，因为它基于空终止符'\0'（例如，sv.substr不能简单地插入/添加一个空终止符）。

现在，自C++17以来还有from_chars，但似乎在提供错误输入时不会引发异常：

  try {
    int i3;
    std::string_view sv = "abc";
    std::from_chars(sv.data(), sv.data() + sv.size(), i3);
  }
  catch (const std::exception& e) {
    std::cout << e.what() << std::endl;  // Does not get called
  }

- Phil-ZXX

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这是因为 std::from_chars 不会抛出任何异常。相反，它会返回一个错误码。 - Yksisarvinen

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当使用std::from_chars时，正如@Yksisarvinen所提到的，您需要检查返回的错误代码（result.rc）。此外，如果您想确保整个字符串都被转换为数字，还需要检查result.ptr == sv.data() + sv.size()。否则，对于像“12qq”这样的字符串，它将报告没有错误。 - Some Guy

3个回答

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很不幸，没有一种标准的方式可以为您抛出异常，但是std::from_chars具有可用的返回值代码：

#include <charconv>
#include <stdexcept>

template <class T, class... Args>
void from_chars_throws(const char* first, const char* last, T &t, Args... args) {
    std::from_chars_result res = std::from_chars(first, last, t, args... );

    // These two exceptions reflect the behavior of std::stoi.
    if (res.ec == std::errc::invalid_argument) {
        throw std::invalid_argument{"invalid_argument"};
    }
    else if (res.ec == std::errc::result_out_of_range) {
        throw std::out_of_range{"out_of_range"};
    }
}

显然，您可以从中创建svtoi，svtol，但“扩展” from_chars的优点是您只需要一个模板函数。

- Holt

如果您想确保整个字符串都被转换为数字，还需要检查result.ptr == last。否则，它将对像“12qq”这样的字符串报告无错误。 - Some Guy

@SomeGuy 这个答案的目的是模仿 std::stoi 的抛出行为。如果有剩余字符，std::stoi 不会抛出异常，因此这个版本也不会抛出异常。 - Holt

我很感激你的意见，但我仍然认为这是需要让任何使用它的人清楚理解的事情。根据我的经验，通常情况下将整个传入的字符串转换是非常有必要的，而不仅仅是其中的前几个字符。不幸的是，我遇到的C++开发人员中了解std::stoi会自动忽略尾随的无法解析字符的人还是比较少的，这通常会导致微妙的错误。（另外，最近我被一个问题困扰了一段时间，即std::stoi会跳过前导空格，但std::from_chars却不会，所以你的代码仍然不能直接替换。） - Some Guy

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在@Ron和@Holt的出色回答基础上，这里提供了一个小包装器，使用std::from_chars()并返回一个可选项(当输入无法解析时返回std::nullopt)。

#include <charconv>
#include <optional>
#include <string_view>

std::optional<int> to_int(const std::string_view & input)
{
    int out;
    const std::from_chars_result result = std::from_chars(input.data(), input.data() + input.size(), out);
    if(result.ec == std::errc::invalid_argument || result.ec == std::errc::result_out_of_range)
    {
        return std::nullopt;
    }
    return out;
}

- s3cur3

当 ec 是除这两个之外的其他故障代码时怎么办？ - M.M

@M.M，从CppReference文档中我所能看到的，这两个错误码是std::from_chars()唯一会返回的错误码。 - s3cur3

4

如果ec匹配std::errc {}，则直接返回out，否则返回std::nullopt。这不是更简洁的选择吗？我认为std::string_view与迭代器相似，按值传递它们是正确的。 - 303

1

如果您想确保整个字符串都被转换为数字，还需要检查result.ptr == input.data()+input.size()。否则，它将对像“12qq”这样的字符串报告无错误。 - Some Guy

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可以查看英文原文，
原文链接

- Ron · Accepted Answer

std::from_chars 函数不会抛出异常，它只返回类型为 from_chars_result 的结构体，其中包含两个字段：

struct from_chars_result {
    const char* ptr;
    std::errc ec;
};

当函数返回时，您应该检查ptr和ec的值：

#include <iostream>
#include <string>
#include <charconv>

int main()
{
    int i3;
    std::string_view sv = "abc";
    auto result = std::from_chars(sv.data(), sv.data() + sv.size(), i3);
    if (result.ec == std::errc::invalid_argument) {
        std::cout << "Could not convert.";
    }
}