在标准C中将整型转换为字符串

Question

我刚开始学习 C 语言。

我正在寻找一个将 int 转换成字符串的函数示例。我发现 itoa，但这不是标准 C 的一部分。

我还找到了 sprintf(str, "%d", aInt);，但问题是我不知道所需 str 的大小。那么，我应该如何传递正确的输出字符串大小呢？

- user836026

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你在使用gcc吗？如果是的话，asprintf会是你的好帮手。 - Dan

如果aint是一个32位（有符号或无符号）的量，那么12个字符（10个数字、符号、尾随空值）就足够了。如果它是一个64位有符号量，则需要21个字符（19个数字、符号、尾随空值）；对于没有符号的量，21个字符就足够了，但是如果有符号，你需要22个字符。通常的技巧是分配比必要的稍微多一点的空间。你可以使用空字符串和零长度检查snprintf()的返回值，以找到需要多少空间。你可以看看建议使用的asprintf()，但它还比较新，可移植性有限。 - Jonathan Leffler

Answer 1

有最佳的方法来适当地调整数组大小，以考虑 sizeof(int) 的差异，但是乘以 4 对于十进制足够了。对于 sizeof(int)==1 的边缘情况需要加上 +1。

int x; // assign a value to x
char buffer[sizeof(int) * 4 + 1];
sprintf(buffer, "%d", x);

如果您需要从函数返回字符串指针，应该分配缓冲区而不是使用堆栈内存：

char* integer_to_string(int x)
{
    char* buffer = malloc(sizeof(char) * sizeof(int) * 4 + 1);
    if (buffer)
    {
         sprintf(buffer, "%d", x);
    }
    return buffer; // caller is expected to invoke free() on this buffer to release memory
}

- selbie

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谢谢...如果我把上面的代码放在一个函数里，这个函数应该返回char *还是char[]？ - user836026

@user836026：你不能仅仅从一个函数中返回一个数组。你需要将一个适当大小的数组传递到函数中（最简单的方法），或者你需要进行动态内存分配（使用malloc()等，这更难）。如果你传递了数组，请同时传递大小，并在函数内部使用snprintf()来确保安全。如果你这样做，应该检查溢出错误，但是大多数函数都应该进行错误检查。 - Jonathan Leffler

@user836026 - 就是Jonathan刚才说的。我更新了我的答案，展示了如何使用malloc分配一个数组。 - selbie

@selbie 谢谢。 - user836026

我应该指出，在理论上，如果 sizeof(int) == 1，那么您需要将分配的大小增加1，以便负数可以与空终止符一起适合。实际上，sizeof(int) 总是 > 1，因此不需要这样做。 - selbie

@selbie 周围有 sizeof(int)==1 的系统（它们具有最小可寻址单元为16位或32位）。我猜代码应该是 sizeof(int) * CHAR_BIT / 2。 - M.M

Answer 2

在便携式C中，最简单的方法是使用snprintf来计算所需数组的大小，然后使用sprintf进行实际转换。例如：

char buffer[snprintf(NULL, 0, "%d", x) + 1];
sprintf(buffer, "%d", x);

值得注意的是，在C99之前，这种方法是不可行的。而且有一种更简洁的替代方案，适用于C99之前的所有整数类型。这在另一个回答中使用乘法技巧描述，但我注意到那里提出的技巧也不是完全可移植的。在CHAR_BIT不为8的环境（例如，一些DSP使用16位或32位字节）中，您需要更改乘数。

我在回答另一个问题时提供了类似的技巧。该代码使用CHAR_BIT确保可移植性，即使CHAR_BIT发生变化。它被呈现为宏，因此它具有内部文档功能；它告诉您高级别描述是什么，而仅仅使用乘法无法做到这一点。

#include <limits.h>
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>

#define digit_count(num) (1                                /* sign            */ \
                        + sizeof (num) * CHAR_BIT / 3      /* digits          */ \
                        + (sizeof (num) * CHAR_BIT % 3 > 0)/* remaining digit */ \
                        + 1)                               /* NUL terminator  */

int main(void) {
    short short_number = -32767;
    int int_number = 32767;
    char short_buffer[digit_count(short_number)] = { 0 };
    char int_buffer[digit_count(int_number)];
    sprintf(short_buffer, "%d", short_number);
    sprintf(int_buffer, "%d", int_number);
}

- autistic

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对于建议使用snprintf来计算数组大小，我给予+1的支持。然而，值得一提的是，在C99之前似乎没有定义这种行为。从man snprintf的CONFORMING TO中可以看到：“SUSv2和C99相互矛盾：当size=0时，SUSv2规定返回一个小于1的未指定返回值，而C99允许在这种情况下str为空，并且像往常一样返回（总是）输出字符串中将要写入的字符数。” - Will

@Will 你说得没错，不过我有一点小意见。我认为既然SUS现在使用了更加现代的标准来定义C语言，那么除非使用了[SUSv2]或[C89]标签，否则C语言应该是C99或C11。此外，VLA在C89中是无法工作的...这可能会成为接下来部分的一个很好的过渡。我现在会进行编辑 :) - autistic

@Will，你现在觉得这个答案怎么样？ - autistic

Answer 3

使用C99 snprintf()函数。它可以计算需要多少空间。

int needed = snprintf(NULL, 0, "%s", value);
if (needed < 1) /* error */;
char *representation = malloc(needed + 1); // add 1 for '\0'
if (!representation) /* error */;
sprintf(representation, "%d", value);
// ... use representation ...
free(representation);

- pmg

Answer 4

有一种方法可以不使用任何函数来实现，例如这个（可能有点原始，但仍然有效）：

char dec_rev[255];
dec_rev[0] = '\0';
int i = 0;

while (val != 0) {
    int temp = val % 10;
    dec_rev[i] = temp + '0';
    //printf("%c\n", dec_rev[i]);
    val /= 10;
    if (val == 0) {
        dec_rev[i + 1] = '\0';
        break;
    }
    i++;
}

char dec[255];
i = 0;
for (int j = strlen(dec_rev) - 1; j != -1; j--) {
    dec[i] = dec_rev[j];
    i++;
}

最终，我们将我们的整数存储在dec [255]中。

- ibanezn04

Answer 5

很奇怪这没有被提到，但是一个十进制整数的表示大小是ceil(log10(value)); （或者如果你想要写出它的整数版本，就是log10）

因此 ceil(log10(5)) => 1

并且 ceil(log10(555)) => 3

ceil(log10(1000000000)) => 9

显然，如果需要符号，则需要额外的空间，另一个空间用于'\0'。

- OznOg