C语言中的字符串转换函数-atof,atoi,atol,printf,tolower,toupper,toascii...等等

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原创最新推荐文章于 2026-02-19 00:14:59 发布 2.4k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C语言字符串与数字转换：从atoi到strtol的嵌入式实战指南在C语言编程中，字符串与数字的相互转换是数据处理的基础操作，涉及内存解析、类型表示等核心原理。这一技术对于构建健壮、可靠的软件系统至关重要，尤其在嵌入式开发、通信协议解析、数据格式化等场景中广泛应用。理解不同转换函数的内在机制与安全边界，能有效避免数据错误、内存溢出等隐患。本文聚焦于`strtol`、`atoi`等关键函数，通过对比其错误处理能力与适用场景，深入探讨如何在资源受限的MCU环境中实现安全高效的转换，并涵盖进制处理、浮点数解析等实战技巧，为嵌入式工程师提供一套完整的避坑指南与最佳实践。阅读详情

在C语言中，通常有2种方法进行字符串与数字的转换，一种是用pirntf系列函数来转换，另一种是调用C语言提供的字符串转换函数。

1. 用pirntf系列函数来转换
(1) 字符串转成数字一例：

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>

int main()
{
 char c[5] = "12.34";
 double d;
 sscanf(c,"%lf",&d);
 printf("%g",d);

 return 0;
}

运行结果：

12.34

(2) 数字转成字符串一例：

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>

int main()
{
 char x[10]={0,};
 int y= 1542;
 
 sprintf(x,"%d", y);
 printf("x = %s", x);
 
 return 0;
}

运行结果：

x = 1542

2. C语言提供了丰富的字符串转换函数，列表如下：

atof(将字符串转换成浮点型数)
atoi(将字符串转换成整型数)
atol(将字符串转换成长整型数)
strtod(将字符串转换成浮点数)
strtol(将字符串转换成长整型数)
strtoul(将字符串转换成无符号长整型数)
toascii(将整型数转换成合法的ASCII 码字符)
toupper(将小写字母转换成大写字母)
tolower(将大写字母转换成小写字母)

（1）atof(将字符串转换成浮点型数)
相关函数 atoi,atol,strtod,strtol,strtoul
表头文件 #include <stdlib.h>
定义函数 double atof(const char *nptr);
函数说明 atof()会扫描参数nptr字符串,跳过前面的空格字符,直到遇上数
     字或正负符号才开始做转换,而再遇到非数字或字符串结束时
     ('/0')才结束转换,并将结果返回。参数nptr字符串可包含正负
     号、小数点或E(e)来表示指数部分,如123.456或123e-2。
返回值返回转换后的浮点型数。
附加说明 atof()与使用strtod(nptr,(char**)NULL)结果相同。
范例 /* 将字符串a 与字符串b转换成数字后相加*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 int main()
 {
     char *a="-100.23";
     char *b="200e-2";
     float c;
     c=atof(a)+atof(b);
     printf("c=%.2f\n",c);
     return 0;
 }

运行结果：

aibook@aibookdeMacBook-Pro c_stu % gcc a2f.c

aibook@aibookdeMacBook-Pro c_stu % ./a.out

c=-98.23

（2）atoi(将字符串转换成整型数)
相关函数 atof,atol,atrtod,strtol,strtoul
表头文件 #include<stdlib.h>
定义函数 int atoi(const char *nptr);
函数说明 atoi()会扫描参数nptr字符串,跳过前面的空格字符,直到遇上数
字或正负符号才开始做转换,而再遇到非数字或字符串结束时
('/0')才结束转换,并将结果返回。
返回值返回转换后的整型数。
附加说明 atoi()与使用strtol(nptr,(char**)NULL,10);结果相同。
范例 /* 将字符串a 与字符串b转换成数字后相加*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 int main()
 {
     char a[]="-100";
     char b[]="456";
     int c;
     c=atoi(a)+atoi(b);
     printf("c=%d\n",c);
     return 0;
 }

运行结果：

aibook@aibookdeMacBook-Pro c_stu % ./a.out

c=356

（3） atol(将字符串转换成长整型数)
相关函数 atof,atoi,strtod,strtol,strtoul
表头文件 #include<stdlib.h>
定义函数 long atol(const char *nptr);
函数说明 atol()会扫描参数nptr字符串,跳过前面的空格字符,直到遇上数
字或正负符号才开始做转换,而再遇到非数字或字符串结束时
('/0')才结束转换,并将结果返回。
返回值返回转换后的长整型数。
附加说明 atol()与使用strtol(nptr,(char**)NULL,10);结果相同。
范例 /*将字符串a与字符串b转换成数字后相加*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
     char a[]="1000000000";
     char b[]=" 234567890";
     long c;
     c=atol(a)+atol(b);
     printf("c=%d\n",c);
     return 0;
}

运行结果：
c=1234567890

(4)gcvt(将浮点型数转换为字符串,取四舍五入)
相关函数 ecvt,fcvt,sprintf
表头文件 #include<stdlib.h>
定义函数 char *gcvt(double number,size_t ndigits,char *buf);
函数说明 gcvt()用来将参数number转换成ASCII码字符串,参数ndigits表示
     显示的位数。gcvt()与ecvt()和fcvt()不同的地方在于,gcvt()所
     转换后的字符串包含小数点或正负符号。若转换成功,转换后的字
     符串会放在参数buf指针所指的空间。
返回值返回一字符串指针,此地址即为buf指针。
附加说明
范例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
     double a=123.45;
     double b=-1234.56;
     char *ptr;
     int decpt,sign;
     gcvt(a,5,ptr);
     printf("a value=%s\n",ptr);
     ptr=gcvt(b,6,ptr);
     printf("b value=%s\n",ptr);
     return 0;
}

运行结果：

a value=123.45
b value=-1234.56

(5)strtod(将字符串转换成浮点数)
相关函数 atoi,atol,strtod,strtol,strtoul
表头文件 #include<stdlib.h>
定义函数 double strtod(const char *nptr,char **endptr);
函数说明 strtod()会扫描参数nptr字符串,跳过前面的空格字符,直到遇上
     数字或正负符号才开始做转换,到出现非数字或字符串结束时
     ('/0')才结束转换,并将结果返回。若endptr不为NULL,则会将遇
     到不合条件而终止的nptr中的字符指针由endptr传回。参数nptr字
     符串可包含正负号、小数点或E(e)来表示指数部分。如123.456或
     123e-2。
返回值返回转换后的浮点型数。
附加说明参考atof()。
范例 /*将字符串转换成浮点数*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 int main()
 {
     char a[]="1000000000";
     char b[]="1000000000";
     char c[]="ffff";
     printf("a=%d\n",strtod(a,NULL));
     printf("b=%d\n",strtod(b,NULL));
     printf("c=%d\n",strtod(c,NULL));
     return 0;
}

运行结果：

a=10

b=10

c=540655273

（6）strtol(将字符串转换成长整型数)
相关函数 atof,atoi,atol,strtod,strtoul
表头文件 #include<stdlib.h>
定义函数 long int strtol(const char *nptr,char **endptr,int base);
函数说明 strtol()会将参数nptr字符串根据参数base来转换成长整型数。参
     数base范围从2至36,或0。参数base代表采用的进制方式,如base
     值为10则采用10进制,若base值为16则采用16进制等。当base值为0
     时则是采用10进制做转换,但遇到如'0x'前置字符则会使用16进制
     做转换。一开始strtol()会扫描参数nptr字符串,跳过前面的空格
     字符,直到遇上数字或正负符号才开始做转换,再遇到非数字或字
     符串结束时('/0')结束转换,并将结果返回。若参数endptr不为
     NULL,则会将遇到不合条件而终止的nptr中的字符指针由endptr返
     回。
返回值返回转换后的长整型数,否则返回ERANGE并将错误代码存入errno
     中。
附加说明 ERANGE指定的转换字符串超出合法范围。
范例 /* 将字符串a,b,c 分别采用10,2,16进制转换成数字*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 int main()
 {
     char a[]="1000000000";
     char b[]="1000000000";
     char c[]="ffff";
     printf("a=%d\n",strtol(a,NULL,10));
     printf("b=%d\n",strtol(b,NULL,2));
     printf("c=%d\n",strtol(c,NULL,16));
     return 0;
}

运行结果：

a=1000000000

b=512

c=65535

（7）strtoul(将字符串转换成无符号长整型数)
相关函数 atof,atoi,atol,strtod,strtol
表头文件 #include<stdlib.h>
定义函数 unsigned long int strtoul(const char *nptr,char
**endptr,int base);

函数说明 strtoul()会将参数nptr字符串根据参数base来转换成无符号的长整
     型数。参数base范围从2至36,或0。参数base代表采用的进制方
     式,如base值为10则采用10进制,若base值为16则采用16进制数
     等。当base值为0时则是采用10进制做转换,但遇到如'0x'前置字符
     则会使用16进制做转换。一开始strtoul()会扫描参数nptr字符串,
     跳过前面的空格字符串,直到遇上数字或正负符号才开始做转换,
     再遇到非数字或字符串结束时('/0')结束转换,并将结果返回。若
     参数endptr不为NULL,则会将遇到不合条件而终止的nptr中的字符
     指针由endptr返回。
返回值返回转换后的长整型数,否则返回ERANGE并将错误代码存入errno
     中。
附加说明 ERANGE指定的转换字符串超出合法范围。
范例：参考strtol()

（8）toascii(将整型数转换成合法的ASCII 码字符)
相关函数 isascii,toupper,tolower
表头文件 #include<ctype.h>
定义函数 int toascii(int c)
函数说明 toascii()会将参数c转换成7位的unsigned char值,第八位则会被
清除,此字符即会被转成ASCII码字符。
返回值将转换成功的ASCII码字符值返回。
范例：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
 int main()
 {
     int a=217;
     char b;
     printf("before toascii () : a value =%d(%c)\n",a,a);
     b=toascii(a);
     printf("after toascii() : a value =%d(%c)\n",b,b);
     return 0;
}

运行结果：

before toascii () : a value =217(?)

after toascii() : a value =89(Y)

(9)tolower(将大写字母转换成小写字母)
相关函数 isalpha,toupper
表头文件 #include<stdlib.h>
定义函数 int tolower(int c);
函数说明若参数c为大写字母则将该对应的小写字母返回。
返回值返回转换后的小写字母,若不须转换则将参数c值返回。
附加说明
范例 /* 将s字符串内的大写字母转换成小写字母*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
 int main()
 {
     char s[]="aBcDeFgH12345;!#$";
     int i;
     printf("before tolower() : %s\n",s);
     for(i=0;i<sizeof(s);i++)
         s[i]=tolower(s[i]);
     printf("after tolower() : %s\n",s);
     return 0;
}

运行结果：

before tolower() : aBcDeFgH12345;!#$

after tolower() : abcdefgh12345;!#$

(10)toupper(将小写字母转换成大写字母)
相关函数 isalpha,tolower
表头文件 #include<ctype.h>
定义函数 int toupper(int c);
函数说明若参数c为小写字母则将该对映的大写字母返回。
返回值返回转换后的大写字母,若不须转换则将参数c值返回。
附加说明
范例： /* 将s字符串内的小写字母转换成大写字母*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
 int main()
 {
     char s[]="aBcDeFgH12345;!#$";
     int i;
     printf("before toupper() : %s\n",s);
     for(i=0;i<sizeof(s);i++)
         s[i]=toupper(s[i]);
     printf("after toupper() : %s\n",s);
     return 0;
}

运行结果：