使用strtoll函數將字符串轉換為長整型數值

在C/C++程序中，有時需要將字符串轉換成長整型數值，例如在讀取文件或者網絡傳輸中。其中，C標準庫提供了strtoll函數來完成這個轉換過程。在本文中，我們將明確strtoll函數的定義和作用，並在此基礎上進行多方面的講解。

一、strtoll函數的定義和作用

strtoll函數用於將字符串轉換為長整型數值。函數的聲明如下：

long long strtoll(const char *str, char **endptr, int base);

str參數是要轉換的字符串，endptr參數是一個指針，指向轉換後string中第一個非數字字符的位置。base參數表示轉換時使用的進制數，取值範圍是2~36。如果base為0，則表示通過前綴確定進制數，如0x表示十六進制，0表示八進制，其他情況默認為十進制。

函數返迴轉換後的長整型數值。如果轉換失敗，返回0。

二、使用strtoll函數轉換字符串

為了演示如何使用strtoll函數來轉換字符串，下面的例子將展示如何將字符串”1234567890123456789″轉換為長整型數值。

#include 
#include 

int main()
{
    char str[] = "1234567890123456789";
    char *endptr;
    long long val;

    val = strtoll(str, &endptr, 10);

    printf("字符串%s轉換成長整型數值為%lld，下一個字符為%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    return 0;
}

輸出結果為：字符串1234567890123456789轉換成長整型數值為1234567890123456789，下一個字符為\0。

可以看出，在轉換過程中，strtoll函數將字符串轉換成了對應的長整型數值，並通過endptr參數返回了字符串中非數字字符的位置。

三、轉換時的進制數

前面說過，base參數可以指定轉換時使用的進制數，十進制是默認值。下面的例子將展示使用不同進制數進行轉換的結果。

#include 
#include 

int main()
{
    char str[] = "101011";
    long long val;
    char *endptr;

    val = strtoll(str, &endptr, 2);
    printf("二進制字符串%s轉換成長整型數值為%lld，下一個字符為%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    val = strtoll(str, &endptr, 8);
    printf("八進制字符串%s轉換成長整型數值為%lld，下一個字符為%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    val = strtoll(str, &endptr, 10);
    printf("十進制字符串%s轉換成長整型數值為%lld，下一個字符為%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    val = strtoll(str, &endptr, 16);
    printf("十六進制字符串%s轉換成長整型數值為%lld，下一個字符為%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    return 0;
}

輸出結果為：

二進制字符串101011轉換成長整型數值為43，下一個字符為。
八進制字符串101011轉換成長整型數值為2649，下一個字符為。
十進制字符串101011轉換成長整型數值為101011，下一個字符為。
十六進制字符串101011轉換成長整型數值為1052689，下一個字符為。

可以看到，當使用不同進制數進行轉換時，轉換結果和endptr參數的值都不同。

四、結合errno處理錯誤

當轉換失敗時，strtoll函數返回0，並且設置全局變量errno的值來指示發生的錯誤類型。下面的例子將展示如何結合errno變量來處理轉換錯誤。

#include 
#include 
#include 

int main()
{
    char str[] = "123abc45";

    errno = 0;
    long long val = strtoll(str, NULL, 10);
    if (errno == EINVAL)
    {
        printf("無效的基數參數。\n");
    }
    else if (errno == ERANGE)
    {
        printf("超出範圍。\n");
    }
    else if (val == 0)
    {
        printf("轉換失敗。\n");
    }
    else
    {
        printf("轉換成功，數值為%lld。\n", val);
    }

    return 0;
}

輸出結果為：轉換失敗。

可以看到，在轉換無效的字符串時，可以通過errno變量來判斷具體的錯誤類型，並進行處理。

五、使用strtoll函數進行long long數值溢出檢查

由於long long類型的數值範圍有限，C標準庫提供的strtoll函數在轉換大於long long類型極值的字符串時，不會拋出異常，而是直接返回long long類型的極值。為了避免這種情況出現，我們可以使用strtoull函數進行檢查。下面的例子展示如何使用strtoull函數進行long long數值溢出檢查。

#include 
#include 

int main()
{
    char str[] = "9223372036854775809";
    char *endptr;
    unsigned long long ullval = strtoull(str, &endptr, 10);
    long long val;

    if (ullval == ULLONG_MAX && errno == ERANGE)
    {
        printf("字符串轉換long long型數值溢出。\n");
        return -1;
    }
    else
    {
        val = (long long)ullval;
        printf("字符串%s轉換成long long型數值為%lld。\n", 
            str, val);
    }

    return 0;
}

輸出結果為：字符串9223372036854775809轉換成long long型數值溢出。

可以看到，在字符串超出long long類型範圍時，使用strtoull函數可以及時地進行檢測並處理。

六、結語

本文主要介紹了如何使用strtoll函數將字符串轉換為長整型數值。在使用時，應注意轉換進制和錯誤處理等細節，以確保程序的正確性和可靠性。