如何在C++中将数字转换为字符串，以及如何将字符串转换为数字

Question

由于这个问题每周都会被问到，这个FAQ可能会帮助很多用户。

• 如何在C++中将整数转换为字符串

• 如何在C++中将字符串转换为整数

• 如何在C++中将浮点数转换为字符串

• 如何在C++中将字符串转换为浮点数

- Armen Tsirunyan

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对于像这样的转换，我有一个书签 https://www.converttypes.com/ - Firzok Nadeem

Answer 1

升级至C++11

从 C++11 标准开始，将字符串转为数字以及反之的转换已经内置于标准库中。下面所有的函数都包含在 <string> 中（参见第 21.5 段）。

字符串转数字

float              stof(const string& str, size_t *idx = 0);
double             stod(const string& str, size_t *idx = 0);
long double        stold(const string& str, size_t *idx = 0);
int                stoi(const string& str, size_t *idx = 0, int base = 10);
long               stol(const string& str, size_t *idx = 0, int base = 10);
unsigned long      stoul(const string& str, size_t *idx = 0, int base = 10);
long long          stoll(const string& str, size_t *idx = 0, int base = 10);
unsigned long long stoull(const string& str, size_t *idx = 0, int base = 10);

这些函数每个都以字符串作为输入，尝试将其转换为数字。如果无法构造有效数字，例如因为没有数字数据或该数字超出类型的范围，则会引发异常（std::invalid_argument 或 std::out_of_range）。

如果转换成功且 idx 不为 0，那么 idx 将包含未用于解码的第一个字符的索引。这可能是最后一个字符后面的索引。

最后，整数类型允许指定基数，对于大于 9 的数字，假定使用字母表（a=10 直到 z=35）。您可以在此处了解有关可解析浮点数、有符号整数和无符号整数的确切格式的更多信息：浮点数，有符号整数 和 无符号整数。

最后，对于每个函数，还有一种重载形式，它将接受 std::wstring 作为其第一个参数。

数字转字符串

string to_string(int val);
string to_string(unsigned val);
string to_string(long val);
string to_string(unsigned long val);
string to_string(long long val);
string to_string(unsigned long long val);
string to_string(float val);
string to_string(double val);
string to_string(long double val);

这些方法更为简单，只需要传入相应的数字类型，即可获得一个字符串。如果需要格式化选项，可以返回到C++03中的stringstream选项并使用流操作符来进行操作，这在另一个答案中已经解释了。

正如评论中所指出的，这些函数会回退到默认尾数精度，可能不是最大精度。如果您的应用程序需要更高的精度，则最好返回其他字符串格式化过程。

还有类似于to_wstring命名的函数，它们将返回一个std::wstring。

- KillianDS

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std::to_string对浮点数类型失去了很多精度。例如，double f = 23.4323897462387526; std::string f_str = std::to_string(f); 返回的字符串是23.432390。这使得使用这些函数回合浮点值变得不可能。 - fun4jimmy

@fun4jimmy 这是标准还是实现特定的限制？我会把它加入到答案中。不过，将浮点数通过字符串进行往返转换并不是一个好主意。 - KillianDS

C++标准规定：“返回值：每个函数均返回一个字符串对象，其中包含其参数的字符表示形式，该表示形式将通过具有格式说明符为“％d”、“％u”、“％ld”、“％lu”、“％lld”、“％llu”、“％f”、“％f”或“％Lf”的sprintf（buf，fmt，val）调用生成，其中buf指定足够大的内部字符缓冲区。”我查看了C99标准的printf，并认为小数位数取决于float.h中的#define DECIMAL_DIG。 - fun4jimmy

Bruce Dawson在他的博客上有一些关于浮点数往返舍入所需精度的好文章。博客链接 - fun4jimmy

所有这些函数都受全局语言环境的影响，如果您使用库，尤其是使用线程，可能会导致问题。请参见我的问题：https://dev59.com/Uo7da4cB1Zd3GeqP7whU - Ident

Answer 2

如何在C++03中将数字转换为字符串

1. 不要使用itoa或itof函数，因为它们是非标准的，因此不具备可移植性。
   

2. 使用字符串流
   

 #include <sstream>  //include this to use string streams
 #include <string> 

int main()
{    
    int number = 1234;

    std::ostringstream ostr; //output string stream
    ostr << number; //use the string stream just like cout,
    //except the stream prints not to stdout but to a string.

    std::string theNumberString = ostr.str(); //the str() function of the stream 
    //returns the string.

    //now  theNumberString is "1234"  
}

请注意，您也可以使用字符串流将浮点数转换为字符串，并按您想要的方式格式化字符串，就像使用cout一样。

std::ostringstream ostr;
float f = 1.2;
int i = 3;
ostr << f << " + " i << " = " << f + i;   
std::string s = ostr.str();
//now s is "1.2 + 3 = 4.2" 

您可以使用流操作符，例如std::endl、std::hex和函数std::setw()、std::setprecision()等，与字符串流的使用方式完全相同，就像使用cout一样。

不要混淆std::ostringstream与std::ostrstream。后者已被弃用。

使用boost lexical cast进行转换。如果您对boost不熟悉，建议从像这个lexical_cast这样的小库开始。要下载和安装boost及其文档，请点击此处。尽管boost不是C++标准的一部分，但许多boost库最终都会被标准化，并且boost被广泛认为是最好的C++库之一。

Lexical cast基本上是在使用流，因此这个选项与前一个选项基本相同，只是更简洁。

#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <string>

int main()
{
   float f = 1.2;
   int i = 42;
   std::string sf = boost::lexical_cast<std::string>(f); //sf is "1.2"
   std::string si = boost::lexical_cast<std::string>(i); //sf is "42"
}

如何在 C++03 中将字符串转换为数字

1. 最轻量级的选项是继承自 C 的函数 atoi （用于整数） 和 atof （用于浮点数）。这些函数以 C 风格的字符串作为参数（const char *），因此它们的使用可能被认为是不太好的 C++ 实践 。cplusplus.com 提供了易于理解的文档，包括有关 atoi 和 atof 在输入错误的情况下的行为。但是该链接中存在一个错误，根据标准，如果输入的数字过大而无法适应目标类型，则其行为未定义。

#include <cstdlib> //the standard C library header
#include <string>
int main()
{
    std::string si = "12";
    std::string sf = "1.2";
    int i = atoi(si.c_str()); //the c_str() function "converts" 
    double f = atof(sf.c_str()); //std::string to const char*
}

使用字符串流（此次是输入字符串流istringstream）。同样，istringstream的使用方式类似于cin。不要将istringstream与已弃用的istrstream混淆。

#include <sstream>
#include <string>
int main()
{
   std::string inputString = "1234 12.3 44";
   std::istringstream istr(inputString);
   int i1, i2;
   float f;
   istr >> i1 >> f >> i2;
   //i1 is 1234, f is 12.3, i2 is 44  
}

使用boost lexical cast。

#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <string>

int main()
{
   std::string sf = "42.2"; 
   std::string si = "42";
   float f = boost::lexical_cast<float>(sf); //f is 42.2
   int i = boost::lexical_cast<int>(si);  //i is 42
}       

如果输入不正确，lexical_cast会抛出类型为boost::bad_lexical_cast的异常。

- Armen Tsirunyan

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atoi 的cplusplus文档并不好，它是错误的。它没有提到如果字符串的数值不能在 int 中表示，则行为未定义。相反，它说超出范围的值被夹紧到 INT_MAX / INT_MIN，但我在 C++03 或 C89 中找不到这样的规定。对于不受信任/未经验证的输入或处理流不支持的基数时，您需要使用 strtol，它具有定义的错误行为。对于 atof / strtod，类似的评论适用。 - Steve Jessop

cplusplus.com关于"atoi"的描述是错误的。它说返回值为“如果无法进行有效转换，则返回零值。如果正确的值超出可表示值的范围，则返回INT_MAX或INT_MIN。”，但规范指出：“如果结果的值无法表示，则行为未定义。”并且“除了错误行为外，它们等同于(int)strtol(nptr，(char **)NULL，10)。atoi[...]函数返回转换后的值。” cplusplus.com被认为是初学者信息来源极差的网站。 - Johannes Schaub - litb

istr >> i1 >> f >> i2; 这里严重缺少了一个成功检查。 - sbi

可能需要添加 std::to_string。 - Pubby

@ArmenTsirunyan：我这边给你加了10分，这是我见过的最好的答案之一，而且非常深入。感谢你的回答。 - Abhineet

Answer 3

在C++17中，头文件charconv中引入了新函数std::to_chars和std::from_chars。 std::to_chars是与语言环境无关、不分配内存且不抛出异常的。提供了其他库（如std::sprintf）使用的格式化策略的一个小子集。

从std::to_chars开始，std::from_chars同样如此。

仅当两个函数来自相同实现时，才提供std::to_chars格式化的每个浮点值都可以由std::from_chars精确恢复的保证。

 // See en.cppreference.com for more information, including format control.
#include <cstdio>
#include <cstddef>
#include <cstdlib>
#include <cassert>
#include <charconv>

using Type =  /* Any fundamental type */ ;
std::size_t buffer_size = /* ... */ ;

[[noreturn]] void report_and_exit(int ret, const char *output) noexcept 
{
    std::printf("%s\n", output);
    std::exit(ret);
}
void check(const std::errc &ec) noexcept
{
    if (ec ==  std::errc::value_too_large)
        report_and_exit(1, "Failed");
}
int main() {
    char buffer[buffer_size];        
    Type val_to_be_converted, result_of_converted_back;

    auto result1 = std::to_chars(buffer, buffer + buffer_size,  val_to_be_converted);
    check(result1.ec);
    *result1.ptr = '\0';

    auto result2 = std::from_chars(buffer, result1.ptr, result_of_converted_back);
    check(result2.ec);

    assert(val_to_be_converted == result_of_converted_back);
    report_and_exit(0, buffer);
}

虽然编译器目前尚未完全实现，但它肯定会被实现。

- JiaHao Xu

Answer 4

我从StackOverflow的某个地方偷了这个方便的类来将任何可流式的内容转换为字符串：

// make_string
class make_string {
public:
  template <typename T>
  make_string& operator<<( T const & val ) {
    buffer_ << val;
    return *this;
  }
  operator std::string() const {
    return buffer_.str();
  }
private:
  std::ostringstream buffer_;
};

然后你可以这样使用它;

string str = make_string() << 6 << 8 << "hello";

非常巧妙！

我也使用这个函数将字符串转换为任何可流式化的内容，尽管如果您尝试解析不包含数字的字符串，则它并不是非常安全；（而且它也不像上一个那么聪明）

// parse_string
template <typename RETURN_TYPE, typename STRING_TYPE>
RETURN_TYPE parse_string(const STRING_TYPE& str) {
  std::stringstream buf;
  buf << str;
  RETURN_TYPE val;
  buf >> val;
  return val;
}

使用方法：

int x = parse_string<int>("78");

你可能也需要wstrings的版本。

- Viktor Sehr

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这正是boost::lexical_cast所做的。而且boost以更通用的方式来实现它。 - Armen Tsirunyan

没错，我浏览了第一个答案，但没有看到boost :: lexical_casts。 - Viktor Sehr

Answer 5

如果你仍然将其设计为一个独立的函数，编写天真而通用的代码会更容易。

string IntToStr(int n)
{
  string res;
  bool s=n<0;
  n=abs(n);
  do
    res=char(n%10+48)+res;
  while(n/=10);
  return s ? "-"+res : res;
}

- aenigma

Answer 6

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
int main() {
   string s="000101";
   cout<<s<<"\n";
   int a = stoi(s);
   cout<<a<<"\n";
   s=to_string(a);
   s+='1';
   cout<<s;
   return 0;
}

产生输出：

• 000101
• 101
• 1011

- Roshan Singh

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你好，答案不完整（没有浮点转换），而且是错误的（to_string未定义）。请确保提供有用的答案。 - Massimo Costa