atoi的实现

leetcode 上有一道实现 atoi 题目。两年前我参加百度校招面试就被问到过这个题目。解决一个问题的方法很多，最简单的方法自然是用一个现成的方法解决之。譬如：

c++ 简单版本：

#include <sstream>
        
class Solution {
public:
    int myAtoi(string s) {
        int v {0};
        std::istringstream stream {s};
        stream >> v;
        return v;
    }
};

c 简单版本：

#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int myAtoi(char* s) {
    long long v = atoll(s);
    return v > INT_MAX ? INT_MAX : v < INT_MIN ? INT_MIN : v;
}

c++ 版本对应的 c 版本： sscanf(str, "%d", &v) 是无效的，因为 c 没有规定溢出下的情况，而 c++ 有。恰好， c++ 溢出时的处理和本道题目一致，故方法真的很简单。

如果要重新发明 atoi 的轮子(面试的时候就是酱紫!)，而不是用轮子替代轮子，下面是一个参考实现：

#include <limits.h>

#define is_digit(a) ((a) >= '0' && (a) <= '9')
#define is_space(a) ((a) == ' ' || (a) == '\t')

int myAtoi(char* s) {
    if(!s || !*s) return 0;
    while(is_space(*s)) ++s;
    
    int sign = *s != '-';
    if(*s == '+' || *s == '-') ++s;
    if(!is_digit(*s)) return 0;
    
    unsigned v = *s - '0', upper = sign > 0 ? INT_MAX : INT_MIN;;
    while(*++s && is_digit(*s)){
        if(v > upper/10 || (v = v * 10  + (*s-'0')) > upper){
            return sign ? INT_MAX : INT_MIN;
        }
    }
    return sign ? v : -v;
}

最核心部分不是计算，而是溢出的判断。溢出的判断有多种方法：

• 使用 long long 判断是否溢出：一般来说 sizeof(int) < sizeof(long long)，这样的话，试用 long long 直接保存 int * 10 + int 的结果没有问题，然后和 INT_MAX、INT_MIN 对比；
• 将 *10 操作转化为加法操作，然后使用符号改变来判断溢出；
• 比较 v 和 MAX/10、-INT/10 的大小，判断溢出(这里采用的方法)。

不采用第一种方法不是因为其不好，而是某些地方不够通用，譬如我们求 atoll，这样哪来的更长的 int 呢？第二种方法比较通用，就是需要多次计算加法。 第三种简单些，也通用些，但有些基本假定，譬如 sizeof(int) 长度不能太短，需要保证 UINT_MAX - INT_MAX > 9 ！那么 int 至少得 5 位，几乎所有系统都满足的吧！

注：补充几句。补码表示的整数在正负取值上并不对称，譬如 32 位整数的 INT_MAX = 2147483647，INT_MIN = -2147483648，UINT_MAX = 4294967295 。

作者：文琼

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